[發(fā)明專利]一種桔皮纖維素基陰離子表面印跡聚合物合成方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510577042.6
• 申請日: 2015-09-13
• 公開（公告）號: CN105175559B
• 公開（公告）日: 2017-07-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 曾惠明;呂亮;程慎玉
• 申請（專利權(quán)）人: 衢州學(xué)院;呂亮
• 主分類號: C08B15/06
• 分類號: C08B15/06;C08B15/10;B01J20/24;B01J20/30;C02F1/28;C02F1/62
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及桔皮的綜合利用方法，尤其是對提取過類黃酮素后的殘渣——生物質(zhì)纖維素的一種改性方法，即在其多孔性的表面接枝合成對陰離子具有特異識別性吸附性能的印跡位點。

背景技術(shù)

工業(yè)生產(chǎn)過程中，若要實現(xiàn)廢水零排放，則必須采用技術(shù)措施將回收的污染物和水質(zhì)處理至回用要求，傳統(tǒng)的污染治理方法已經(jīng)不能滿足。研究人員正尋求更經(jīng)濟、高效的技術(shù)處理各種工業(yè)廢水，并實現(xiàn)污染物精確回收和水質(zhì)控制達到供水要求。

電鍍行業(yè)中的重金屬鉻以陰離子形式存在，堿化沉淀的效率低，某些工藝則采用離子交換樹脂對鉻離子進行回收，回收率較高，但也出現(xiàn)其他陰離子競爭交換，降低樹脂的有效交換容量，導(dǎo)致成本升高。還有一些離子如Cl^-、F^-、Br^-等鹵素離子，NO₃^-、HPO₄^-等營養(yǎng)元素，由于其化合物幾乎都是易溶鹽，難以通過沉淀法從水中分離，往往成為水處理中的難點。

如電鍍液中的鹵素離子具有腐蝕性，如果濃度過高，對電鍍陽極具有極大破壞性。電鍍行業(yè)為了節(jié)省成本，直接使用礦石粉作為鍍層金屬原料，經(jīng)硫酸浸取后，溶液中含有鹵素離子，濃度達到一定程度，則必須排放，排放的廢水處理成本非常高，若能去除其中的氯離子，則廢液可循環(huán)使用。但其中的氯離子去除比較困難。目前，有采取銅渣吸附、氫氧化銀沉淀、加亞汞離子沉淀、離子交換法等工藝去除。沉淀法涉及加入貴金屬或其他有毒重金屬離子，處理費用昂貴，處置不當(dāng)還可能造成環(huán)境污染。離子交換法使用的是普通硫酸根型717樹脂，由于交換選擇性不夠，需要采取多段吸附工藝，如此則設(shè)備龐大，且再生較為困難。因此，上述傳統(tǒng)方法處理均不理想，需開發(fā)更為經(jīng)濟、有效的技術(shù)和設(shè)備對其進行處理，達到保護電鍍陽極的目標。

濕法煙氣脫硫工藝較為成熟，應(yīng)用廣泛，但脫硫廢水因為氯離子過高，不得不排放，其處理問題成為當(dāng)前急需突破的技術(shù)難題。易溶解鹽類陰離子的脫除往往采用離子交換樹脂或RO膜法脫除，這些方法對水體中所有陰離子具有同樣吸附或阻隔效應(yīng)，不具有特異性，因此，導(dǎo)致成本非常高。

離子印跡技術(shù)有望解決易溶鹽陰離子特異吸附和富集的問題，它起源于分子印跡技術(shù)，分子印跡技術(shù)是利用目標分子與某種聚合物單體以弱作用力相結(jié)合，如氫鍵、范德華力及靜電引力等，再利用引發(fā)劑引發(fā)聚合反應(yīng)，將單體聚合成聚合物，脫除目標分子后，聚合物的吸附位點就保留了與該目標分子形狀相同的半封閉吸附空位，因此，聚合物具有對該目標分子識別性能。離子印跡技術(shù)原理與之相同。但研究發(fā)現(xiàn)，深入聚合物內(nèi)部的吸附空位因為位阻影響，難以發(fā)揮作用。因此，后來發(fā)展了表面離子印跡技術(shù)，使用比表面積較大的支撐體，將吸附空位全部保留在支撐體的表面，令其具有較大的動力學(xué)優(yōu)勢。

本發(fā)明利用簡單的接枝改性技術(shù)，將具有吸附位點的功能單體接枝聚合到預(yù)處理后的桔皮纖維素表面，陰離子印跡反應(yīng)后，再利用交聯(lián)劑閉合吸附空位，形成具有實際應(yīng)用價值的桔皮纖維素基陰離子表面印跡聚合物。其特殊的合成路線，目前尚未見報道。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是：提供一種桔皮纖維素基陰離子表面印跡聚合物的合成方法，尤其是針對重金屬陰和鹵素離子的識別吸附和回收。

本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的：

1、桔皮纖維素預(yù)處理：將曬干后的桔皮粉碎，過100目標準篩，利用微波輔助乙醇溶劑浸提類黃酮素，清洗后加入異丙醇進行醇化反應(yīng)，之后加入氫氧化鈉堿化反應(yīng)，目的是將纖維素中雜質(zhì)去除的同時，使表面羥基化，即在纖維素表面形成大量的羥基；

2、桔皮纖維素烷基化：加入醛類有機物，利用羥醛縮聚反應(yīng)，將纖維素表面烷基化；

3、活性基團與基體接枝，提供吸附位點：由于胺基可與某些陰離子形成氫鍵，季銨鹽又荷正電，因此這兩個因素結(jié)合可形成對陰離子具有吸附作用的吸附位點。在氮氣保護下，使用既有烯基又帶伯胺基、叔胺基、季胺基、咪唑或吡咯的有機物分子中的一種或幾種組合，在燒堿的催化下，與烷基化的桔皮纖維素發(fā)生親電取代反應(yīng)，將胺基活性基團接枝到纖維素表面，形成對陰離子具有吸附能力的吸附位點；

4、印跡反應(yīng)：將上述合成的具有吸附位點的纖維素放入目標陰離子溶液中，充分吸附反應(yīng)，洗去多余離子，備用；