[發(fā)明專利]一種偕胺肟化球形木質(zhì)素螯合吸附樹脂及其制備工藝

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200810071809.8
• 申請(qǐng)日: 2008-09-18
• 公開（公告）號(hào): CN101357324A
• 公開（公告）日: 2009-02-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉明華;陳國奮;林兆慧
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 福州大學(xué)
• 主分類號(hào): B01J20/24
• 分類號(hào): B01J20/24
• 代理公司: 福州元?jiǎng)?chuàng)專利代理有限公司
• 代理人: 蔡學(xué)俊

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于功能高分子領(lǐng)域，特別涉及到一種偕胺肟化球形木質(zhì)素螯合吸附樹脂及其制備工藝。

背景技術(shù)

當(dāng)今世界，石油、天然氣資源的儲(chǔ)備有限，而且對(duì)它們的研究、開發(fā)和利用給地球生態(tài)環(huán)境帶來的影響日趨嚴(yán)重，這促使了以天然資源為原料的高分子材料得以大力發(fā)展。木質(zhì)素是自然界中纖維素和甲殼素的最豐富的、可再生的天然高分子資源之一。全世界陸生植物每年可產(chǎn)生500億噸木質(zhì)素，其中制漿造紙工業(yè)的蒸煮廢液中產(chǎn)生的工業(yè)木質(zhì)素有5000萬噸。人類利用纖維素已有幾千年的歷史，而真正開始研究木質(zhì)素則是1930年以后的事了，而且至今木質(zhì)素還沒有得到很好的利用，我國僅約6％的木質(zhì)素得到利用。木質(zhì)素作為木材水解工業(yè)和制漿造紙工業(yè)的副產(chǎn)物，若得不到充分利用，就變成了制漿造紙工業(yè)中的主要污染源之一，則不僅造成嚴(yán)重的環(huán)境污染，而且也造成資源的重大浪費(fèi)。因此，如何有效利用好木質(zhì)素這種可再生資源，提高其附加值，并解決環(huán)境污染問題成為本發(fā)明的出發(fā)點(diǎn)。

木質(zhì)素分子上含有羥基、羧基、羰基等活性基團(tuán)，因此木質(zhì)素及其衍生物具有一定到分散、粘合、螯合等性能，在國外，木質(zhì)素主要用作石油鉆井泥漿的分散劑，水泥和混凝土的減水劑，瀝青乳汁液等的乳化穩(wěn)定劑，皮革上應(yīng)用的鞣劑以及橡膠的增強(qiáng)劑等。在我國，木質(zhì)素主要用作陶瓷、磚料、耐火材料、鑄造型砂以及煤磚、煤球等方面的低級(jí)粘合劑。在油田上直接用作泥沙分散劑和采油的“犧牲劑”。由于品種比較單一，不能適應(yīng)市場(chǎng)的需求，因此我國木質(zhì)素的綜合利用應(yīng)朝著更廣泛、多渠道的方向發(fā)展，并盡可能開發(fā)附加值高的木質(zhì)素改性產(chǎn)品。

目前，國內(nèi)外在球形木質(zhì)素吸附劑制備及研究發(fā)面僅有少量的專利報(bào)道。球形木質(zhì)素吸附劑可以控制孔度、粒度，并具有比表面積大、通透性能和水力學(xué)性能好等優(yōu)點(diǎn)，易于處理并適合柱上操作，并可以原來吸附血清蛋白、分離純化細(xì)菌α-淀粉酶、制備和分離手性化合物、純化葉綠素DNA、吸附金屬離子、分離過渡金屬離子和稀土元素、回收貴金屬等。此外球形木質(zhì)素珠體還可用作藥物固相合成的載體等，因此球形木質(zhì)素珠體成為了木質(zhì)素素類吸附劑研究的一個(gè)焦點(diǎn)，以球形木質(zhì)素珠體為骨架研制出的球形木質(zhì)素吸附劑則具有廣泛的應(yīng)用前景。

偕胺肟基螯合吸附材料以其特殊的官能團(tuán)結(jié)構(gòu)、性質(zhì)而成為從海水中提鈾的絕佳材料，此外，在回收、分離和提取其它金屬，如Cu²⁺、Ag⁺、Au³⁺和稀土金屬離子等也有很好的吸附效果。偕胺肟基高分子螯合吸附材料有樹脂、纖維、無紡布、織物等，木質(zhì)素為天然高分子有機(jī)物，其分子中含有酚羥基和羧基等活性基團(tuán)，同時(shí)能夠受控聚合形成含有極性基團(tuán)的不同聚合度的高聚物，非常適合用作吸附樹脂的原材料。由于合成吸附樹脂的價(jià)格偏高，并存在經(jīng)反復(fù)使用后會(huì)出現(xiàn)吸附能力下降等問題。而且，樹脂的降解以及廢棄樹脂的處理亦存在嚴(yán)重的環(huán)境問題。由此，本發(fā)明利用價(jià)廉的天然高分子材料來制備偕胺肟基螯合球形木質(zhì)素吸附樹脂以代替合成樹脂，則不僅可克服上述存在的問題，亦為天然高分子材料的高值化利用提供一條新的途徑。木質(zhì)素基離子交換樹脂在國內(nèi)外有少量研究，本發(fā)明利用價(jià)廉且資源豐富的天然高分子——木質(zhì)素來制備偕胺肟化球形木質(zhì)素螯合吸附樹脂則尚未見相關(guān)報(bào)道。

基于此，本發(fā)明利用木質(zhì)素這種制漿造紙工業(yè)的副產(chǎn)物，結(jié)合前期的工作基礎(chǔ)，制備出高效、低成本的含偕胺肟化球形木質(zhì)素螯合吸附樹脂，則進(jìn)一步拓寬了木質(zhì)素的應(yīng)用范圍，又解決了目前合成偕胺肟基螯合吸附樹脂存在的一些問題，同時(shí)也提高企業(yè)綜合利用木質(zhì)素并解決紙漿造紙黑液污染的積極性，促進(jìn)我國造紙行業(yè)持續(xù)、健康發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種偕胺肟化球形木質(zhì)素螯合吸附樹脂及其制備工藝，通過在球形木質(zhì)素珠體上接枝共聚丙烯腈并進(jìn)一步偕胺肟化制得偕胺肟化球形木質(zhì)素螯合吸附樹脂。通過選擇濃縮的制漿黑液或紅液為原料合成球形木質(zhì)素基珠體，以球形木質(zhì)素珠體為骨架進(jìn)一步合成各種性能要求的產(chǎn)品，不但降低吸附樹脂成本，而且拓寬其用途，方法簡(jiǎn)單易行，生產(chǎn)成本低，在貴金屬的富集回收、海水提鈾等方面有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。