[發明專利]一種疏水礦化廢棄纖維吸附材料的制備方法

在審

• 申請號: 201911231305.2
• 申請日: 2019-12-05
• 公開（公告）號: CN110882680A
• 公開（公告）日: 2020-03-17
• 發明（設計）人: 王習文;馮沛源;李仁坤
• 申請（專利權）人: 廣東海納新材料科技有限公司
• 主分類號: B01J20/26
• 分類號: B01J20/26;B01J20/30;C02F1/28;C02F1/40;B01D17/022
• 代理公司: 廣州瑞之凡知識產權代理事務所(普通合伙) 44514
• 代理人: 黃愛君

本發明提供了一種疏水礦化廢棄纖維吸附材料的制備方法，具體包括：廢棄纖維的預處理、臭氧處理、交替浸漬和礦化廢棄纖維的疏水改性等步驟。本方法以廢紙、廢毛衣、廢純棉衣服中的一種或多種為原料，通過對纖維進行臭氧處理接枝上聚丙烯酸，提供鈣離子附著點，隨后加入碳酸鈣作為介質實現聚合物材料的疏水化改性，制作過程避免使用毒性高的化學試劑，在構建環境安全功能材料方面更具優勢。改性得到廢棄纖維對多種油類均具有較高的吸油率和持油率，吸附性能較好。所制得的吸油材料具有環境友好，成本低廉，制備方法簡單，在油水污染物處理方面具有潛在應用價值。

技術領域

本發明涉及一種吸油材料的制備方法，具體涉及一種疏水礦化廢棄纖維吸附材料的制備方法。

背景技術

隨著漏油事故的頻發及含油廢水的大量排放，油污給水體帶來的污染日益嚴重，對生態平衡以及人類的健康產生了不可忽視的危害。因此，油污治理已成為當今世界亟待解決的問題.在目前已有的幾種油污處理方法中，物理吸附法是處理大面積油污染最有效的途徑之一。利用高性能的吸附材料不僅可以快速清理水體中的油污，還可以通過壓縮實現油類的回收以及吸附材料的重復利用。作為用于大規模使用的水處理材料，吸油材料需要滿足價格低廉節能環保，可生物降解，重復使用性能好，無二次污染等條件。因此，廢棄纖維材料如廢紙、廢毛衣、廢純棉衣服等多孔性物質，因其吸油率高，來源廣泛、價格較低，逐漸成為研究的焦點。

但是，動植物纖維表面含有大量羥基，既親水又親油，無法實現對油或水的選擇性吸附，因此，需要對纖維進行表面疏水改性以實現油水分離，目前常見的改性方法主要有接枝聚合法、化學氣相沉積法、等離子體法，水熱法等.然而,上述方法仍存在一定的缺點，如操作復雜、試劑成本高、反應耗時等，嚴重限制了材料的實際應用。國內也有許多單位對吸油材料的制備進行了研究，很多企業和高校對吸油材料的加工工藝進行了研究，例如公開號為：CN10183108A的中國專利申請公開了一種利用纖維基材與丙烯酸脂在微波條件下節枝共聚改性制備吸油材料。但是其工藝流程復雜，成本高，不利于工業化生產。公開號為：CN106117592A的中國專利申請公開了一種纖維素通過化學氣相沉積法和冷凍干燥制得一種高吸油率的吸油材料。但是其生產成本昂貴、對設備要求高。公開號為：CN104624162A的中國專利申請公開了一種以棕纖維為基質經疏水浸漬改性制備吸油材料的方法。但是其加工周期長，加入催化劑具有毒性，不符合經濟環保性。公開號為：CN107837790A的中國專利申請公開了一種通過水熱加熱炭化的方法制備廚房用吸油材料。但操作復雜、試劑成本高、反應耗時。因此，在制備吸油材料時，既要使其具有環境效益和經濟效益，又要維持其持油性能，成為吸油材料發展的關鍵問題。

發明內容

針對當前吸油材料改性技術中操作復雜、成本高、持油率偏低等不足，本發明提供一種疏水礦化廢棄纖維吸附材料的制備方法，通過對纖維進行臭氧處理接枝上聚丙烯酸，提供鈣離子附著點，隨后加入碳酸鈣作為介質實現聚合物材料的疏水化改性，制作過程避免使用毒性高的化學試劑，在構建環境安全功能材料方面更具優勢，而且對多種油類均具有良好的吸附能力。

為實現上述技術方案，本發明提供了一種疏水礦化廢棄纖維吸附材料的制備方法，具體包括如下步驟：

S1、廢棄纖維的預處理：將廢棄纖維破碎后放入至70-100℃的5-15％NaOH溶液中浸泡0.5-1h，去除纖維表面的蠟質，取出后用清水沖至洗滌液呈中性，然后在40℃的真空烘箱中干燥；

S2、臭氧處理：將經過步驟S1處理后的樣品放入臭氧發生器，反應20-50min，然后在室溫下進行真空脫氣20-60min，除去吸附的臭氧和氧氣，隨后加入3-5g丙烯酸單體，加入去離子水，與原料一同放入聚合管中，通氮除氧，在60℃加熱2h后，取出材料，用蒸餾水漂洗和泡洗直到其重量不變為止；