[發明專利]一種β環糊精功能化纖維素的制備方法及其應用

有效

• 申請號: 202010039411.7
• 申請日: 2020-01-14
• 公開（公告）號: CN111171186B
• 公開（公告）日: 2022-02-11
• 發明（設計）人: 張穎;曲建華;林秀峰;田雪;劉洋;孟慶娟;魏書奇;董敏
• 申請（專利權）人: 東北農業大學
• 主分類號: C08B37/16
• 分類號: C08B37/16;C08B15/00;B01J20/24;B01J20/30;C02F1/28;C02F101/20
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 岳泉清

一種β環糊精功能化纖維素的制備方法及其應用，具體涉及一種β環糊精功能化纖維素的制備方法及其應用。本發明的目的是要解決天然β環糊精難以從水溶液中分離、常用的化學方法進行改性的時間長的問題。方法：將稻殼粉置于硫酸溶液中，攪拌，然后用蒸餾水沖洗至中性，進行烘干、研磨和過篩，得到纖維素粉末；將氫氧化鈉粉末加入到蒸餾水中，充分溶解后，加入β環糊精，并充分混合，然后加入戊二醛，并置于微波反應器中，微波攪拌反應，再加入纖維素粉末，并微波攪拌反應，得到β環糊精功能化纖維素。本發明可獲得一種β環糊精功能化纖維素的制備方法及其應用。

技術領域

本發明涉及水處理技術領域，具體涉及一種β環糊精功能化纖維素的制備方法及其應用。

背景技術

工業化的快速發展給人類生活帶來了諸多好處，同時也產生了大量的重金屬廢水，嚴重危害著人類的健康。Pb(II)是一種不可生物降解的有毒金屬離子，廣泛存在于電池、印刷、陶瓷制造和礦山工廠的廢水中，在自然環境中可與多種元素結合形成有毒化合物，人體攝入Pb(II)后，會出現大量異常癥狀，如免疫力低下、食欲不振、智力低下等。

多年來，人們提出了許多處理方法來消除水溶液中的Pb(II)，如化學混凝沉淀、離子交換和膜系統。相比之下，吸附方法因其制備簡單、成本低廉的特點而被認為是一種有效且有發展前景的技術，而將重金屬離子固定在由無毒高效材料制備的吸附劑上引起了人們的廣泛關注。環糊精聚合物是一種環狀低聚糖的總稱，由于其清除污染物的能力越來越受到人們的歡迎。一般來說，它們包括6、7、8-吡喃葡萄糖單位，因此可分為α-，β-和γ-環糊精。其中，由于β環糊精具有分子空腔結構，應用范圍廣泛且生產成本較低，因此β環糊精使用最為廣泛。然而，由于其易溶于水，天然β環糊精在結合污染物后難以從水溶液中分離。并且，在許多研究中，常用的化學方法進行改性的時間往往需要數小時甚至數天，嚴重阻礙了吸附劑的廣泛應用。

發明內容

本發明的目的是要解決天然β環糊精難以從水溶液中分離、常用的化學方法進行改性的時間長的問題，而提供一種β環糊精功能化纖維素的制備方法及其應用。

一種β環糊精功能化纖維素的制備方法，按以下步驟完成：

一、將稻殼粉置于硫酸溶液中，攪拌60min～70min，然后用蒸餾水沖洗至中性，進行烘干、研磨和過100目篩，得到纖維素粉末，所述稻殼粉的質量與硫酸溶液的體積的比為(0.7g～1.1g)：(2.5mL～4.5mL)；

二、將氫氧化鈉粉末加入到蒸餾水中，充分溶解后，加入β環糊精，并充分混合，然后加入戊二醛，并置于微波反應器中，以240W～260W的微波功率攪拌反應8min～10min，再加入纖維素粉末，并以240W～260W的微波功率攪拌反應5min～7min，得到β環糊精功能化纖維素；所述氫氧化鈉粉末的質量與蒸餾水的體積的比為(3.0g～4.0g)：(45mL～50mL)，氫氧化鈉粉末與β環糊精的質量比為(3.0～4.0)：(1.7～2.1)，β環糊精與纖維素粉末的質量比為(1.7～2.1)：(0.2～0.4)，纖維素粉末的質量與戊二醛的體積的比為(0.28g～0.32g)：(0.8mL～1.2mL)。

一種β環糊精功能化纖維素的應用，所述β環糊精功能化纖維素用于吸附水中的Pb。

本發明的有益效果：

本發明一種β環糊精功能化纖維素的制備方法及其應用，通過微波輻射實現材料改性，解決了天然β環糊精在結合污染物后難以從水溶液中分離的問題，并且改性時間短(僅為0.28h)，制備工藝快速、簡單；制備得到的β環糊精功能化纖維素具有高效的吸附性能和良好的可重復使用性，可高效吸附工業廢水中的Pb(II)，促進了廢水中重金屬吸附劑的開發與應用。本發明制備的β環糊精功能化纖維素，在pH為4.0時對Pb(II)的吸附容量可達279.08mg/g；并且所述β環糊精功能化纖維素吸附Pb(II)溶液，在4輪脫附后對Pb(II)的去除效率保持在85.0％左右，表明β環糊精功能化纖維素有優秀的可重復利用性。