[發(fā)明專(zhuān)利]一種巰基功能化纖維及制備方法和應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110258650.6
• 申請(qǐng)日: 2021-03-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113005761B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-12-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄧圣;楊昱;姜永海;夏甫;韓旭;徐祥健;席北斗
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)環(huán)境科學(xué)研究院
• 主分類(lèi)號(hào): D06M10/08
• 分類(lèi)號(hào): D06M10/08;B01J20/24;B01J20/30;C02F1/28;C02F101/20
• 代理公司: 北京東和長(zhǎng)優(yōu)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11564
• 代理人: 周捷;吳強(qiáng)

一種巰基功能化纖維，通過(guò)下述方法得到：步驟1，稱(chēng)取基質(zhì)纖維，并加入氨基功能試劑于微波反應(yīng)釜中反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后，洗滌干燥，得到氨基功能化纖維；步驟2，稱(chēng)取步驟1中得到的氨基功能化纖維，并加入酰氯功能試劑于微波反應(yīng)釜中反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后，洗滌干燥，得到酰氯功能化纖維；步驟3，稱(chēng)取步驟2中得到的酰氯功能化纖維，并加入巰基功能試劑于微波反應(yīng)釜中反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后，洗滌干燥，得到巰基功能化纖維。本發(fā)明還公開(kāi)了制備上述巰基功能化纖維的方法。本發(fā)明解決了目前功能纖維功能化效率不高、吸附選擇性差等問(wèn)題，采用本發(fā)明的巰基功能化纖維不僅功能化效率高，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)多種重金屬離子的高效選擇性去除。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種巰基功能化纖維。

本發(fā)明還涉及上述巰基功能化纖維的制備方法。

本發(fā)明還涉及上述巰基功能化纖維的應(yīng)用。

背景技術(shù)

重金屬污染是工業(yè)廢水最主要的污染物之一，這已成為一個(gè)嚴(yán)重的亟須解決的全球性問(wèn)題。重金屬的來(lái)源主要是人為活動(dòng)，包括機(jī)械制造、化石燃料燃燒、煉油、橡膠和電子產(chǎn)品生產(chǎn)以及電鍍廢水的排放。重金屬離子具有高毒性，諸多重金屬離子即使在極低的濃度下也具有較強(qiáng)毒性，足以破壞人體的正常生理活動(dòng)，并引起各種病理變化例如導(dǎo)致疾病甚至死亡的。因此，越來(lái)越多的國(guó)家制定了嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)控制重金屬?gòu)U水的排放量，但這也給水處理技術(shù)帶來(lái)了更大的挑戰(zhàn)。

到目前為止，已有多種技術(shù)用于消除水溶液中重金屬離子的污染，包括化學(xué)沉淀、離子交換、電滲析、膜過(guò)濾、光催化還原和吸附。而吸附法被認(rèn)為是從大量水中富集重金屬離子的最有效的方法之一，其特點(diǎn)是效率較高，成本較低，易于操作和回收。現(xiàn)已合成一系列無(wú)機(jī)吸附劑，例如功能化石墨烯氧化物(GOs)、納米級(jí)零價(jià)鐵、納米氧化鐵和金屬有機(jī)骨架(MOF)，在吸附重金屬離子方面也取得了較好的結(jié)果。但是，即使這些吸附劑都表現(xiàn)出很高的去除效率，然而由于它們顆粒或粉末形態(tài)，使其難以回收且易于造成二次污染，因此限制了它們的實(shí)際使用。

針對(duì)此，又開(kāi)發(fā)出了一系列的有機(jī)吸附劑，而纖維材料由于具有水流阻力小、表面積巨大、適用形式多樣和易于回收等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛用作吸附劑的基材。制備纖維吸附材料最關(guān)鍵的是對(duì)其表面化學(xué)環(huán)境進(jìn)行構(gòu)筑，即對(duì)其進(jìn)行功能化。但傳統(tǒng)功能纖維及其制備方法仍存在以下缺點(diǎn)：

(1)傳統(tǒng)的制備方法大多采用常溫的化學(xué)反應(yīng)接枝，制備時(shí)間長(zhǎng)，接枝效率低，功能纖維吸附容量不高，對(duì)重金屬的去除效率不佳；

(2)傳統(tǒng)纖維采用的功能試劑的選擇通常不具有規(guī)律性，導(dǎo)致其對(duì)重金屬離子的選擇性吸附性能不佳。

中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)(CN105289552A)提供了一種基于雙硫脲功能化超細(xì)纖維快速吸附水中汞離子的方法，先采用酰胺縮合劑活化聚丙烯酸接枝改性的聚丙烯超細(xì)纖維，然后再與雙硫脲反應(yīng)制備雙硫脲功能化超細(xì)纖維，并提供了該纖維在一定pH值條件下，通過(guò)吸附除去水中汞離子的方法。但是由該方法制備的雙硫脲功能化纖維效果并不理想，且需要在pH為5-7條件下才表現(xiàn)出一定的吸附效果，但是重金屬污染嚴(yán)重的水體往往不具有該pH條件，因此該纖維在實(shí)際的應(yīng)用中存在極大的限制。

中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)(CN109289811A)提供了一種含有巰基和氨基的纖維素納米晶體吸附劑及其制備方法，主要是以纖維素納米晶體為基體，同時(shí)將含有巰基和氨基的化合物接枝在纖維素納米晶體上得到該吸附劑，但是該制備方法時(shí)間長(zhǎng)、過(guò)程繁瑣，并不利于實(shí)際生產(chǎn)的大規(guī)模應(yīng)用。

有鑒于此，采用高效的制備方法合成對(duì)單一重金屬離子具有選擇性吸附性能較好的螯合功能纖維吸附材料具有較現(xiàn)實(shí)的意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種巰基功能化纖維。

本發(fā)明的又一目的是提供上述巰基功能化纖維的制備方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的巰基功能化纖維，通過(guò)下述方法得到：