[發(fā)明專利]一種胺修飾的纖維狀應(yīng)急吸附材料及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110427455.8
• 申請(qǐng)日: 2011-12-20
• 公開（公告）號(hào): CN102489268A
• 公開（公告）日: 2012-06-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王津南;程澄;孟穎;許麗;楊欣
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京大學(xué)
• 主分類號(hào): B01J20/26
• 分類號(hào): B01J20/26;B01J20/30;D06M14/14;D06M13/332;C02F1/28;C02F1/62
• 代理公司: 南京知識(shí)律師事務(wù)所 32207
• 代理人: 蔣海軍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明公開了一種胺修飾的纖維狀應(yīng)急吸附材料及其制備方法，更具體的說(shuō)是基于一種基于PET基質(zhì)的胺修飾的應(yīng)急吸附纖維及其制備方法。

背景技術(shù)

近年來(lái)，環(huán)境突發(fā)污染事件時(shí)有發(fā)生，尤其是因重金屬污染導(dǎo)致的水污染突發(fā)事件頻發(fā)。如何快速、高效去除水中重金屬離子成為水污染控制研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)問(wèn)題?；诟叻肿泳酆衔锊牧系臉渲臀絼┚哂形饺萘看?、結(jié)構(gòu)可調(diào)控、易于再生等優(yōu)勢(shì)被廣泛應(yīng)用于廢水處理領(lǐng)域。但是傳統(tǒng)的顆粒樹脂在處理突發(fā)水污染事故時(shí)存在以下的不足：1）顆粒狀樹脂需要在吸附柱或混合罐中與被污染的水體接觸，很難在水流湍急、水面擾動(dòng)劇烈的河道中原位凈化受污染的水體；2）顆粒狀樹脂的吸附速率相對(duì)較低，很難短時(shí)間內(nèi)處理大量受污染的水體。采用纖維作為吸附材料應(yīng)用到突發(fā)環(huán)境污染事件的處置目前已經(jīng)引起人們的重視，因?yàn)槔w維狀吸附材料在形狀上具有很強(qiáng)的可塑性，能夠制成網(wǎng)狀、纖維狀乃至海綿狀，使之適用于復(fù)雜多變的使用場(chǎng)合，也便于回收再生。研究報(bào)道了基于羊毛為基質(zhì)的螯合纖維，對(duì)重金屬離子有較好的吸附去除效果；路健美等人合成了對(duì)疏水性油類物質(zhì)有很好的吸附效果的海綿樹脂。但是現(xiàn)有的纖維吸附材料都存在著以下的不足：1）采用羊毛等動(dòng)物毛發(fā)作為基質(zhì)材料，不僅來(lái)源困難，不是以規(guī)?；a(chǎn)，且制作成本較高，與處理和合成條件不易操作控制，且制備的吸附纖維對(duì)重金屬離子的吸附容量較低，與傳統(tǒng)的陽(yáng)離子交換樹脂相比還有一定的差距（M.?Monier,?N.?Nawar,?D.A.?Abdel-Latif,?Preparation?and?characterization?of?chelating?fibers?based?on?natural?wool?for?removal?of?Hg(II),?Cu(II)?and?Co(II)?metal?ions?from?aqueous?solutionsJ.?Hazard.?Mater.?184?(2010)?118.；V.D.?Zheljazkov,?G.W.?Stratton,?J.?Pincock,?S.?Butler,?E.A.?Jeliazkova,?N.K.?Nedkov,?P.D.?Gerard,?Wool-waste?as?organic?nutrient?source?for?container-grown?plants,?Waste?Manage.?29?(2009)?2160–2164.）；2）多數(shù)纖維吸附材料主要針對(duì)疏水性物質(zhì)的吸附去除，而未考慮對(duì)親水性物質(zhì)，但近年來(lái)實(shí)際突發(fā)的水污染多為重金屬離子污染物。

因此，如何利用人工合成高分子聚合物纖維材料作為基質(zhì)，制備快速去除水中重金屬離子的新型應(yīng)急吸附纖維具有重要的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。?

發(fā)明內(nèi)容

1、發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題

針對(duì)現(xiàn)有纖維狀吸附材料基質(zhì)來(lái)源不易、制備過(guò)程繁瑣、吸附容量低的不足，本發(fā)明提供了一種胺修飾的纖維狀應(yīng)急吸附材料及其制備方法，采用簡(jiǎn)單易行的方法對(duì)聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯（PET）進(jìn)行預(yù)處理，通過(guò)接枝反應(yīng)和酰胺化反應(yīng)，制得含有胺基的新型纖維狀應(yīng)急吸附材料。制備的新型纖維狀應(yīng)急吸附材料具有親水性，可以快速、高效的去除水中重金屬離子。

、技術(shù)方案

本發(fā)明原理：所提供的胺修飾的纖維狀應(yīng)急吸附材料是采用PET經(jīng)過(guò)接枝聚合和下酰胺化反應(yīng)制備的。

一種胺修飾的纖維狀應(yīng)急吸附材料，其合成流程和基本結(jié)構(gòu)式如下：

一種胺修飾的纖維狀應(yīng)急吸附材料，其由聚對(duì)二苯甲酸乙二醇酯PET骨架和表面接枝的胺基構(gòu)成，其基本結(jié)構(gòu)式如下：

；其平均直徑為40-60μm，胺基含量為5～8mmol/g。

?

一種胺修飾的纖維狀應(yīng)急吸附材料的制備方法，其步驟為：

（1）PET預(yù)處理

（a）抽提：將PET用有機(jī)溶劑抽提劑在索氏抽提器中抽提4～8小時(shí)，然后在室溫下晾干；

（b）溶脹：將經(jīng)過(guò)抽提干燥后的PET纖維置于溶脹劑中溶脹。溶脹劑用量與纖維的質(zhì)量比例為1：20～40，溶脹溫度為30℃，溶脹時(shí)間為4～8小時(shí)。

步驟（2-a）中所使用的有機(jī)溶劑選自為乙醇、丙酮或者石油醚等；

步驟（2-b）中所使用的溶脹劑選自DMF、二氯乙烷或者甲苯等。

（2）配制反應(yīng)乳液

將接枝單體、有機(jī)溶劑、乳化劑和水混合后配成反應(yīng)乳液。其中接枝單體、有機(jī)溶脹劑、乳化劑和水的體積配比如下表所示；