[發明專利]具有壓花的復合吸附材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201510919234.0
• 申請日: 2015-12-11
• 公開（公告）號: CN105435756A
• 公開（公告）日: 2016-03-30
• 發明（設計）人: 王菊華;王菊霞
• 申請（專利權）人: 蘇州貝多環保技術有限公司
• 主分類號: B01J20/26
• 分類號: B01J20/26;B01J20/28;B01J20/30;C02F1/28
• 代理公司: 廣州三環專利代理有限公司 44202
• 代理人: 郝傳鑫

技術領域

本發明涉及吸附材料領域，具體是一種具有壓花的復合吸附材料及其制備方法。

背景技術

油類通過不同途徑進入水體環境形成含油廢水。含油廢水是一種量大、面廣且危害嚴重的廢水，其主要來源于石油工業、機械制造工業、運輸工業和餐飲業等。含油廢水排入水體會造成嚴重的影響：水體溶解氧下降，產生惡臭，造成水質惡化；水中生物因缺氧而死亡，并導致魚類、貝類等變味而不宜食用；海上鳥類體表粘上溢油，會喪失飛行功能，甚至會造成鳥類死亡。另外，含油廢水也會污染大氣，影響農作物生長。因此，對含油廢水的治理成為急需解決的問題，對人類生存和社會持續發展有重要意義。

對含油廢水的吸附法處理，主要是利用親油性材料的物理及化學吸附性能，吸附含油廢水中的溶解油和其他污染物的過程。吸附法對其他方法難以去除的一些大分子有機污染物的處理效果尤為顯著，經處理后出水水質好且比較穩定，因而吸附法在含油廢水處理中有著不可取代的作用。吸附劑是吸附過程的重要物質基礎，根據不同的含油廢水處理工藝和經濟性要求，可以采用不同類型的吸附劑。

活性炭是一種經過活化處理的多孔炭，為粉末狀或顆粒狀，具有巨大的比表面積和特別發達的微孔結構，吸附能力強，吸附容量大，是最常用的水處理用吸附劑。活性碳纖維是纖維活性炭是一種較之粉末狀或顆粒狀活性炭具有更強吸附能力的高效吸附劑，活性碳纖維為纖維狀，纖維上布滿微孔，其重量輕、吸附能力強，在工業和生活領域都有極大的應用前景。但是，一些應用場合不僅要求吸附材料具有較強的吸附能力，還需要利用吸附材料本身鎖住吸附物質，以避免吸附物質在轉移過程中泄漏，造成二次污染；因而，利用具有較強吸附能力的纖維活性碳，通過特殊工藝制造具有較好鎖控能力的吸附材料顯得尤為重要。

發明內容

本發明為解決現有技術存在的不足，提供一種兼具油污吸附能力和鎖控能力的材料。

為解決上述問題，本發明提供了一種具有壓花的復合吸附材料，所述吸附材料由基質層和包覆在基質層表面的表層組成，吸附材料表面具有均勻分布的壓花，所述壓花呈三維結構，所述基質層為活性碳纖維，所述表層為中空纖絲和短纖維的混合物，所述混合物以不規則形態分布在活性碳纖維表面，且所述混合物與活性碳纖維表層緊密結合；所述中空纖絲的內徑為300-600μm，壁厚50-70μm，所述短纖維的纖維長度為1-3mm。

所述活性碳纖維的纖維直徑為5-10μm，比表面積1000～1500m²/g，所述活性碳纖維均勻分布若干微孔，微孔平均孔徑為1.0-4.0nm。

所述短纖維為天然纖維、人造纖維或天然纖維與人造纖維的混合物。

一種上述具有壓花的復合吸附材料的制備方法，包括：

S1、調制紡絲液；

S2、將制備得到的紡絲液壓濾，并采用紡絲設備將紡絲液從兩個同心管組成的噴絲頭擠出，獲得未固結的中空纖絲，對中空纖絲進行冷卻定型；

S3、將經冷卻的中空纖絲敷設在活性碳纖維表面，其中，活性碳纖維的傳送速度小于中空纖絲擠出速度的兩倍，由此使中空纖絲以不規則形態分布在活性碳纖維表面；

S4、將漿狀短纖維漿料泵至中空纖絲和活性碳纖維表面；

S5、將短纖維、中空纖絲、活性碳纖維水刺交纏在一起；

S6、干燥S5所得材料；

S7、采用壓花圖案深度為0.8-1.2mm的壓花輥對S6所得材料進行壓花處理，使材料表面產生三維結構的壓花圖案。

所述S1具體包括：將反應單體、交聯劑、引發劑與溶劑混合，于70-95℃攪拌反應18-24h得微交聯凝膠，將基材加入微交聯凝膠中，于70～95℃條件下攪拌至基材與微交聯凝膠混勻，然后過濾除去固態雜質，脫泡，靜置熟化即得紡絲液。

進一步地，所述基材為聚砜、聚偏氟乙烯或聚醚砜；所述反應單體為甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨和聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯；反應單體的總重量不超過基材重量的一半，交聯劑的劑量為反應單體總摩爾量的0.5％～2％，引發劑的劑量為反應單體總重量1％～4％。

所述S2中，采用噴霧對中空纖絲進行冷卻定型。

進一步地，在對纖絲進行噴霧冷卻時，所述噴霧溫度不高于10℃。

進一步地，所述中空纖絲的內徑為300-600μm，壁厚50-70μm；所述活性碳纖維的纖維直徑為5-10μm，比表面積1000～1500m²/g，所述活性碳纖維均勻分布若干微孔，微孔平均孔徑為1.0-4.0nm。