[發明專利]磺酸功能化的纖維素吸附材料的制備方法及用途

有效

• 申請號: 201310604637.7
• 申請日: 2013-11-26
• 公開（公告）號: CN103623783B
• 公開（公告）日: 2018-11-02
• 發明（設計）人: 許金生;張春華;陳滿生;李薇;匡云飛;易正戟
• 申請（專利權）人: 衡陽師范學院
• 主分類號: B01J20/24
• 分類號: B01J20/24;B01J20/30;B01J20/34;C02F1/28;C02F1/62
• 代理公司: 衡陽市科航專利事務所 43101
• 代理人: 劉勛階

1.一種磺酸功能化的纖維素吸附材料的制備方法，其特征是包括如下步驟：

一、將含氨基芳香磺酸與酸酐在惰性非質子溶劑中，在路易斯酸催化下，于90～120℃下發生氨基與酸酐的開環反應，使芳香磺酸的分子中連接有羧基；

二、將上述產生的連接有羧基的芳香磺酸與含纖維素結構的材料，在惰性非質子溶劑中，加入質子酸催化劑，利用羧基與纖維素結構中的伯羥基發生酯化，在惰性帶水劑存在下，帶水劑與水共沸，將酯化產生的水帶離反應體系，使酯化完全；

三、通過蒸餾，將帶水劑、惰性非質子溶劑回收；

四、將回收溶劑后的酯化產品，經堿中和、水洗、過濾、干燥，得到磺酸功能化的纖維素吸附材料。

2.根據權利要求1所述的磺酸功能化的纖維素吸附材料的制備方法，其特征是含氨基芳香磺酸的芳環是苯環、萘環，芳環上除有一個氨基外，還有一個或多個磺酸基，還含有羥基、巰基基團。

3.根據權利要求1所述的磺酸功能化的纖維素吸附材料的制備方法，其特征是第一步反應中所述的酸酐是順丁烯二酸酐、丁二酸酐、鄰苯二甲酸酐、四氫化鄰苯二甲酸酐中的一種；當酸酐選用順丁烯二酸酐時，需同時使用阻聚劑硫酸銅、對苯二酚、對羥基苯甲醚。

4.根據權利要求1所述的磺酸功能化的纖維素吸附材料的制備方法，其特征是第一步反應中所述的路易斯酸催化劑是氯化亞錫、氯化鋅、乙酰丙酮鋅、乙酰丙酮鋯中的一種或多種的復合物。

5.根據權利要求1所述的磺酸功能化的纖維素吸附材料的制備方法，其特征是第一、二步反應中所述的惰性非質子溶劑是二甲基甲酰胺、二甲基亞砜、DMI（1,3-二甲基-2-咪唑啉酮）中的一種。

6.根據權利要求1所述的磺酸功能化的纖維素吸附材料的制備方法，其特征是含纖維素結構的材料是指多孔生物基質材料，所述多孔生物基質材料為低成本的米酒糟、豆渣、薯渣、統糠、啤酒糟、廢棄茶渣、農業谷殼、玉米秸稈或其發酵物。

7.根據權利要求1所述的磺酸功能化的纖維素吸附材料的制備方法，其特征是第二步反應中所述的質子酸催化劑是甲烷磺酸、對甲苯磺酸、鹽酸、磷酸、可溶性硫酸氫鹽、可溶性磷酸氫鹽、可溶性磷酸二氫鹽中的一種或多種的復合物。

8.根據權利要求1所述的磺酸功能化的纖維素吸附材料的制備方法，其特征是第二步反應中所述的惰性帶水劑是二甲苯、甲苯、苯、環己烷、甲基環己烷、庚烷中的一種或兩種的復合物。

9.根據權利要求1所述的磺酸功能化的纖維素吸附材料的制備方法，其特征是使用水溶性氫氧化物氫氧化鈉、氫氧化鉀、氨水，或水溶性硫化物硫化鈉、硫化鉀、硫化銨，可以方便地洗脫磺酸功能化的纖維素吸附材料所吸附、鰲合的重金屬離子，重金屬離子和氫氧根負離子、或負二價硫離子生成氫氧化物、或硫化物沉淀，集中回收，同時所述的磺酸功能化的纖維素吸附材料經洗滌、酸化、過濾得以再生，達到循環使用的目的。