[發明專利]一種巰基-烯基點擊反應制備木質素基重金屬離子吸附材料的方法

有效

• 申請號: 201711106087.0
• 申請日: 2017-11-10
• 公開（公告）號: CN107619480B
• 公開（公告）日: 2021-03-23
• 發明（設計）人: 金燦;孔振武;劉貴鋒;陳健;吳國民;霍淑平
• 申請（專利權）人: 中國林業科學研究院林產化學工業研究所
• 主分類號: C08H7/00
• 分類號: C08H7/00;C02F1/28;B01J20/24;C02F101/20
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 馮慧

本發明公開了一種巰基?烯基點擊反應制備木質素基重金屬離子吸附材料的方法。首先由木質素與烯基化合物反應制備烯基木質素，再與富氮、氧原子的巰基化合物在紫外光照/加熱條件下經巰基?烯基點擊反應制備木質素基重金屬離子吸附材料。本發明的制備過程反應條件溫和、反應效率高，制得的木質素基重金屬離子吸附材料中含有較多的胺基、硫醚、羧基等重金屬吸附位點，可用于吸附水體中Pb²⁺、Hg²⁺、Cu²⁺等重金屬離子，具有吸附容量高、吸附選擇性好、可循環使用等優點。

技術領域

本發明涉及一種木質素基重金屬離子吸附材料的制備方法，尤其涉及一種利用巰基-烯基點擊反應制備木質素基重金屬離子吸附材料的方法。

背景技術

現代人類活動導致水體中重金屬(鉛、汞、鎘、銅、鉻等)含量增加，產生大量高毒性廢水，對人類健康和社會發展構成嚴重威脅。如何有效去除、富集、回收廢水中的重金屬離子是當今社會面臨并亟待解決的問題之一。吸附法是重金屬廢水處理技術中應用最為廣泛的方法，具有處理效率高、工藝簡單、操作方便等優勢。吸附材料是吸附法的關鍵，然而傳統的重金屬吸附材料主要來自于不可再生的礦物或化石資源，難以符合綠色、可持續的發展要求。

利用儲量豐富、可降解的天然高分子化合物(木質素、纖維素、殼聚糖等)開發新型生物質基重金屬吸附材料已成為當前研發和應用熱點之一。Ge等(Ge,Y.；Li,Z.；Kong,Y.；Song,Q.；Wang,K.,J.Ind.Eng.Chem.2014,20(6),4429-4436)利用Mannich反應制備了含胺基和磺酸基的木質素基重金屬離子吸附材料，對pH＝6水中Cu²⁺和Pb²⁺的吸附容量分別可達45.4mg/g和53.8mg/g。等(S.；Ulusoy,U.,React.Funct.Polym.2013,73(1),73-82)將木質素磺酸鹽與丙烯酸單體接枝共聚制備成聚合物吸附材料，對水體中Pb²⁺和UO₂²⁺的吸附容量分別可達57.9mg/g和51.3mg/g，經5次脫附/吸附循環使用后對Pb²⁺和UO₂²⁺的的吸附容量分別為初始值的20％和21％。Yan等(Yan,M.F.；Li,Z.L.,Mater.Lett.2016,170,135-138)利用微波反應法合成二硫代氨基甲酸酯修飾的木質素基吸附材料，該材料對Pb²⁺的最大吸附容量為106mg/g。Ciesielczyk等(Ciesielczyk,F.；Bartczak,P.；Klapiszewski,L.；Jesionowski,T.,J.Hazard.Mater.2017,328,150-159)合成了新型木質素/MgO-SiO₂復合吸附材料，該材料對Cu²⁺的最大吸附容量為83.9mg/g。中國發明專利(申請號201610022547.0)公開的將市售木質素磺酸鈉和環氧氯丙烷交聯聚合制得木質素基聚合物，可吸附水體中的Pb²⁺和Cd²⁺(吸附容量分別為72.9mg/g和36.4mg/g)。

傳統木質素基重金屬離子吸附材料目前仍存在化學改性方法復雜、吸附位點少、吸附容量低、吸附選擇性差等問題。

發明內容

本發明旨在提供一種木質素基重金屬離子吸附材料及其制備方法。本發明利用巰基-烯基點擊反應快速、高效等優點，解決傳統木質素基材料制備過程中改性工藝復雜、能耗高、二次污染嚴重等問題，制備的木質素基離子吸附材料具有吸附容量高、吸附選擇性好、可循環使用等優點，是一種綠色環保、吸附性能優異的新型生物質基重金屬離子吸附材料。