[發明專利]一種纖維素樹脂及其制備方法

無效

• 申請號: 200810226233.8
• 申請日: 2008-11-10
• 公開（公告）號: CN101402689A
• 公開（公告）日: 2009-04-08
• 發明（設計）人: 張力平
• 申請（專利權）人: 北京林業大學
• 主分類號: C08B15/06
• 分類號: C08B15/06;B01J20/24;C02F1/28;C02F1/62
• 代理公司: 北京元本知識產權代理事務所
• 代理人: 葉 凡

技術領域

本發明涉及一種纖維素衍生物及其制備方法，特別涉及一種含有含氮基團的纖維素衍生物及其制備方法。

背景技術

纖維素是自然界中儲量最豐富的天然高分子材料，以纖維素為骨架的各種樹脂的研究一直是人們關注的課題。纖維素比蘊藏量有限的石油和天然氣資源優越，不僅是可再生資源，而且具有能接枝其他人工合成聚合物的功能特性，從而制取與合成高分子材料相抗爭的高功能纖維素新材料。

纖維素樹脂是天然纖維素及其酯化和醚化的各種衍生物，其性能隨品種不同而異。有主要用作塑料的硝酸纖維素、乙酸纖維素、乙酸丙酸纖維素、乙酸丁酸纖維素；用作印刷業光敏材料的乙酸苯二甲酸纖維素、乙酸琥珀酸纖維素；用作涂料和薄膜的乙基纖維素、氰乙基纖維素、芐基氰基纖維素和苯基纖維素；用作增黏劑和膠黏劑的甲基纖維素、羧乙基纖維素、羧甲基纖維素。

纖維素及其衍生物的功能改性研究，成為當今纖維素學科中相當重要、活躍、有成就的研究領域之一，并越來越顯示出其重要性。纖維素晶體表面上分布著自由的羥基，可經系列物理、化學、生物的方法改性制得各種特殊用途的功能材料。

隨著社會的發展和人類文明的進步，人們使用金屬離子的種類與數量愈來愈多，因而在廢物廢水中含有大量的金屬離子，其中有些金屬離子昂貴、稀有，如Ag+、Pt²⁺、Re²⁺、Au³⁺等；有些金屬離子有毒，如Hg²⁺、Cu²⁺、Cd²⁺等。若將這些金屬離子遺棄在廢水與廢物中，導致生態環境的嚴重破壞，損害人類健康。尤其是目前針對電鍍廢水中的重金屬鉻離子的有效去除問題亟待提高。

雖然一些含氮、硫等配位原子的纖維素樹脂，對Cu²⁺，Cr³⁺，Ni²⁺，Pb²⁺，Hg²⁺等重金屬離子有優良的吸附性，而且對Ag⁺，Au³⁺，Pd²⁺等貴金屬離子有較高的選擇性和吸附容量，因此開發和研制新型含氮、硫配位原子的纖維素功能樹脂對于脫除廢水中的重金屬離子和富集分離貴金屬離子均有重要的應用價值，但是由于合成樹脂為粉末狀，因此不利于樹脂的回收以及重復利用，從而影響了合成樹脂的推廣應用。

纖維素C₆上的羥基具有很強的活性，以氯取代C₆羥基制得改性氯化纖維。利用纖維素分子上的羥基與氯化物進行反應，再進一步進行氨化反應，從而生成纖維素胺基樹脂。纖維素胺基樹脂可用于Cr³⁺，Hg²⁺，Ag⁺等金屬離子的脫除以及甲基橙等廢水脫色。纖維胺基樹脂取材與純天然資源纖維素，接枝胺基后具有很強的吸附能力。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術存在的問題提供一種纖維素樹脂及其制備方法。該纖維素樹脂利用自然界儲量豐富且可再生利用的纖維素制備水處理吸附材料，對含鉻廢水進行處理，實現鉻離子的分離、富集、回收，對鉻離子的吸附容量大，去除效率高。

為實現本發明的目的，本發明一方面提供一種纖維素樹脂的制備方法，包括如下順序進行的步驟：a)使纖維素與氯化亞砜進行取代反應，制得氯化纖維素衍生物；b)使氯化纖維素衍生物與有機胺類化合物進行取代反應。

其中，所述的纖維素選擇微晶纖維素；所述的有機胺類化合物選擇二乙烯三胺、多乙多胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、乙二胺中的一種或多種，優選為二乙烯三胺、多乙多胺。

特別是，所述纖維素的重量與氯化亞砜的體積配比為1-10∶5-25，優選為4-6∶10-20，例如，當即纖維素重量1-10g，則氯化亞砜的體積為5-25ml或者當纖維素重量1-10kg，則氯化亞砜的體積為5-25L；

特別是，所述氯化纖維素衍生物的重量與有機胺類化合物的體積配比為1.5-5∶1-5優選為2-3∶2-4，例如當氯化纖維素衍生物的重量為1.5-5g，則有機胺類化合物的體積為1-5ml，或者當氯化纖維素衍生物的重量為1.5-5kg，則有機胺類化合物的體積為1-5L。

其中，步驟a)包括如下順序進行的步驟：

1)將纖維素加入有機溶劑中，加熱溶解；

2)纖維素與氯化亞砜進行氯化取代反應；

3)反應液經抽濾、洗滌制得氯化纖維素衍生物。