[發明專利]棉纖維/膨脹石墨復合纖維超過濾水吸附材料的制備方法

有效

• 申請號: 201210220158.0
• 申請日: 2012-06-29
• 公開（公告）號: CN103506085A
• 公開（公告）日: 2014-01-15
• 發明（設計）人: 張迎晨;吳紅艷;李臻臻;馬灣灣
• 申請（專利權）人: 中原工學院
• 主分類號: B01J20/24
• 分類號: B01J20/24;B01J20/30;B01D39/16;C02F1/28;C02F1/00
• 代理公司: 鄭州中原專利事務所有限公司 41109
• 代理人: 喬玉萍;孫詩雨

技術領域

本發明屬于吸附材料技術領域，具體涉及一種棉纖維素超過濾水吸附材料的制備方法。?

背景技術

棉花是世界上最主要的農作物之一，產量多、生產成本低，棉花的主副產品都有較高的利用價值，正如前人所說“棉花全身都是寶”。它既是最重要的纖維作物，又是重要的油料作物，也是含高蛋白的糧食作物，還是紡織、精細化工原料和重要的戰略物資。使用棉纖維材料制品價格比較低廉，在眾多功能材料中，棉纖維作為可再生的天然高分子，以其獨特的生物可降解性，生物適應性和再生性已被人們視為新型天然生物納米高技術基材。特別是近年來，隨著各國對環境污染問題的日益關注，棉纖維已經成為各國高科技領域競相研究和開發使用的熱點。棉花無寄生病菌，自然環保。棉花是純植物纖維，無營養成份，不易滋生細菌。天然柔和，皮膚接觸無刺激。無異味，無污染，無漂染，無任何添加物，氣息清新自然，是絕對溫暖、健康、環保的綠色產品。

我國水資源總量2.8萬億立方米，居世界第六位。我國人均水資源占有量只有2150m3，相當于世界人均占有水量的1/4。到2030年中國人口達16億高峰時，人均水資源僅有1760m3，將成為國際上一般承認的人均低于1700m3的“用水緊張”國家。

據中國環境狀況公報，2002年度海河、遼河、淮河、黃河、松花江、長江、珠江七大水系監測的752個重點斷面中，Ⅰ~Ⅲ類水質占29.5%，Ⅳ?類水質占17.7%，Ⅴ類和劣Ⅴ類水質占52.8%。水利部對532條河流的監測表明，有436條河流受到不同程度的污染，七大江河流經的15個主要大城市河段中，有13個城市河段的水質嚴重污染。

全國湖泊達到富營養化水體的已達66%，主要湖泊氮、磷污染較重，導致富營養化問題突出，藍藻泛濫日趨嚴重，嚴重影響水產養殖業和旅游業的發展，危害生態環境。

地下水水質也不容樂觀。據2003年我國地下水資源評價與戰略問題研究顯示，有63%的地下水資源可供直接飲用，17%經適當處理后可飲用，8%需要經過專門處理后才能飲用。12%不適宜飲用但可作為工農業供水水源，全國約有一半城市市區的地下水污染嚴重，主要污染指標包括礦化度、總硬度、硝酸鹽、亞硝酸鹽、氨氮、鐵、錳、氯化物、硫酸鹽、氟化物，pH值等均呈超標趨勢。全國約有7000多萬人仍在飲用氟超標的地下水，3.6億農村人口喝不上符合國家標準的飲用水。

近年來，我國政府已經全面啟動飲用水污染的治理。更是將環保和節能提高為國策，飲用水的治理作為其中重要的內容，將在今后更長時期，從水源、自來水生產、供水設施到用水末梢凈化，進行全面的治理改造。

水分子和細菌非常微小，人的裸眼無法看到，為了方便，一般以納米為單位來標注其大小。但在顯微鏡下，水分子和細菌的大小則迥然不同。單個水分子的直徑遠遠小于1納米，而大多數細菌的大小則有幾百納米。目前用于過濾水源的吸附劑一般不能將微生物和噬菌體全部吸附掉，而且只能在酸性和中性環境中工作。棉纖維應用于水過濾歷史已久，但應用于水凈化的研究較少。

?發明內容

本發明的目是提供一種生物活性體的棉纖維超過濾水吸附材料，這種吸附材料以棉纖維作為基質原料與膨脹石墨合成復合纖維，使用棉纖維與膨脹石墨的復合纖維和主要成分為氫氧化鋁的勃姆石制造而成吸附材料。這種超過濾水吸附材料可以產生正電荷，能夠吸附帶負電荷的微生物和噬菌體，達到吸附水中幾乎全部的微生物和噬菌體。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：

本發明的棉纖維/膨脹石墨復合纖維超過濾水吸附材料，包括如下步驟：

（1）按比例取膨脹石墨加入去離子水，經超聲振蕩，形成膨脹石墨的混合液A；

（2）將混合液A降溫到0℃，在冰水浴中加入Na0H，尿素，棉花纖維，攪拌制成混合液B；

（3）將混合液B于-15℃的溫度下冷凍存放1-3小時，再將冷凍狀態的混合液放在室溫下解凍，攪拌25-35分鐘，制得到棉纖維與膨脹石墨形成均相混合液C；

（4）將混合液C噴射入高速攪拌的H₂S0₄溶液中除去多余的Na0H，得到濕態纖維狀的棉纖維與膨脹石墨復合纖維；用去離子水沖洗復合纖維直至洗液的PH值達到7，復合纖維在室溫下自然晾干，再在烘箱中烘干，得到干燥復合纖維；

（5）用二氧化硅懸浮液經水熱合成處理復合纖維（惠春,?徐愛蘭,?鄭家范,?水熱合成法及其應用,陜西科技大學學報,1994年01期）；獲得氧化硅管狀包覆復合纖維；