[發(fā)明專利]一種聚咪唑離子液體改性的纖維素基吸附劑及其制備方法和應用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811050817.4
• 申請日: 2018-09-10
• 公開（公告）號: CN109092265B
• 公開（公告）日: 2021-02-19
• 發(fā)明（設計）人: 錢立偉;楊苗秀;許亮;劉文倩;張楠;張素風
• 申請（專利權）人: 陜西科技大學
• 主分類號: B01J20/24
• 分類號: B01J20/24;B01J20/30;C02F1/28;C02F101/20;C02F101/30
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

本發(fā)明提供一種聚咪唑離子液體改性的纖維素基吸附劑及其制備方法和應用，其包括以下步驟：步驟1，分別制備二醛基纖維素和聚咪唑離子液體；步驟2，將二醛基纖維素浸沒于水中，將聚咪唑離子液體溶解在HCl溶液中，將二醛基纖維素水溶液和聚咪唑離子液體的HCl溶液混合，控制pH在2.5～3.5的范圍內，20～45℃下攪拌4～8小時得到聚咪唑離子液體改性纖維素粗產物；步驟3，將聚咪唑離子液體改性纖維素粗產物經乙醇、水沖洗，烘干，得到聚咪唑離子液體改性纖維素基吸附劑。該吸附劑可有效解決纖維素在水相中吸附能力低，以及現(xiàn)有改性技術中單一接枝咪唑類離子液體官能團吸附位點少，吸附作用弱的問題，可用于染料廢水的處理。

技術領域

本發(fā)明屬于高效吸附劑的制備和開發(fā)技術領域，涉及一種聚咪唑離子液體改性的纖維素基吸附劑及其制備方法和應用。

背景技術

近年來，由于印染、紡織、造紙行業(yè)的快速發(fā)展，環(huán)境污染日益嚴重，特別是含染料、重金屬的廢水排放量逐年遞增。由于印染廢水毒性高，易致癌、致畸，其處理已成為迫切需要解決的問題。目前有很多方法應用于處理印染廢水，如電解、超濾、化學絮凝、化學氧化、吸附、透析和厭氧-好氧等?；谛矢?、成本低和易于操作等優(yōu)點，吸附是處理印染廢水更實用的方法。

纖維素是世界上最豐富的生物聚合物資源，由于其獨特的內在特性，例如生物降解性、環(huán)境友好性等，有望代替活性炭成為廢水處理的吸附劑。然而，纖維素的羥基對水分子敏感，且與污染物分子之間的相互作用弱，導致其吸附能力較低。因此，需要對纖維素材料進行改性，引入可以與污染物在水相中產生靜電、π-π共軛作用的官能團，可在一定程度上提高纖維素吸附劑的吸附性能。

離子液體是指全部由離子組成的液體，咪唑環(huán)是具有芳香性的五元含氮雜環(huán)，氮原子經烷基化反應后將烷基鏈引入咪唑環(huán)，使咪唑環(huán)成為帶正電荷的陽離子，構成咪唑類離子液體。該結構性質穩(wěn)定，正電荷分布均勻，咪唑類離子液體官能團可以與污染物產生多重相互作用，因此，通過在纖維素中引入咪唑類離子液體官能團可以獲得具有良好吸附效果的吸附劑材料。

但是，目前均是通過單一官能團對纖維素基材料進行改性，吸附效果依然難以滿足實際需求。

發(fā)明內容

針對現(xiàn)有技術中存在的問題，本發(fā)明提供一種聚咪唑離子液體改性的纖維素基吸附劑及其制備方法和應用，該吸附劑可有效解決纖維素在水相中吸附能力低，以及現(xiàn)有改性技術中單一接枝咪唑類離子液體官能團吸附位點少，吸附作用弱的問題。

本發(fā)明是通過以下技術方案來實現(xiàn)：

一種聚咪唑離子液體改性的纖維素基吸附劑，結構式如式(1)所示：

其中，n為400～10000，m為25～100。

一種所述的聚咪唑離子液體改性的纖維素基吸附劑的制備方法，包括以下步驟：

步驟1，分別制備二醛基纖維素和聚咪唑離子液體；

步驟2，將二醛基纖維素浸沒于水中，將聚咪唑離子液體溶解在HCl溶液中，將二醛基纖維素水溶液和聚咪唑離子液體的HCl溶液混合，控制pH在2.5～3.5的范圍內，20～45℃下攪拌4～8小時得到聚咪唑離子液體改性纖維素粗產物；

步驟3，將聚咪唑離子液體改性纖維素粗產物經乙醇、水沖洗，烘干，得到聚咪唑離子液體改性纖維素基吸附劑。

優(yōu)選的，步驟1中，二醛基纖維素的制備方法具體為：將纖維素浸沒于高碘酸鈉水溶液中，于30～80℃下避光反應3～7小時，再加入乙二醇進行反應，制備得到二醛基纖維素粗產物；將二醛基纖維素粗產物用水和乙醇反復洗滌，洗滌到上清液為中性為止，得到二醛基纖維素。

優(yōu)選的，高碘酸鈉水溶液的濃度為8～32g·L^-1。