[發明專利]一種醚鍵連接的多元羧基改性再生纖維素的制備方法

有效

• 申請號: 202110583204.2
• 申請日: 2021-05-27
• 公開（公告）號: CN113235290B
• 公開（公告）日: 2022-08-26
• 發明（設計）人: 李甫;費鵬飛;張曼;馮宇;張志毅;劉淑強
• 申請（專利權）人: 太原理工大學
• 主分類號: D06M11/38
• 分類號: D06M11/38;D06M13/21;D06M13/144;D06M101/08
• 代理公司: 天津翰林知識產權代理事務所(普通合伙) 12210
• 代理人: 王瑞

本發明公開了一種醚鍵連接的多元羧基改性再生纖維素的制備方法，首先通過皂化反應將醋酸纖維素的酯基變為羥基，再加入鹵代丙二酸二乙酯發生堿催化醚化接枝反應使得鹵素與羥基發生接枝反應同時鹵代丙二酸二乙酯的酯基水解成羧基，最后浸入稀酸溶液中浸泡至將羧酸鹽完全轉變為羧基，得到醚鍵連接的多元羧基改性再生纖維素產品。本發明通過原位醚化反應在再生纖維素表面引入多元羧基基團，通過共價鍵?醚鍵將多元羧基改性劑與再生纖維素牢固鍵合連接，羧基不易脫落，且醋酸纖維素產品不會隨著羧基引入數量的增加而溶解和溶脹，可以耐受高酸堿度的水體環境，在此環境中具有更高的穩定性和吸附能力，可用于重金屬離子的去除。

技術領域

本發明屬于再生纖維素改性領域，具體為一種醚鍵連接的多元羧基改性再生纖維素的制備方法。

背景技術

隨著人們對生態環境的關注，關于水污染治理的多種技術手段快速發展，水體中重金屬離子的去除一直以來都是研究的熱點，其中通過吸附技術將重金屬離子去除是一種簡單有效，且對環境最為友好的一種方法。研究表明，聚合物吸附劑在處理重金屬污染廢水方面具有吸附量高、重復利用性好等優點，可生物降解的材料則是環境友好型聚合物吸附劑的首選。其中，纖維素尤其是纖維素納米纖維在重金屬離子去除方面的性能較為突出。

需要注意的是，純纖維素由于其眾多的羥基而具有較弱的去除能力，為了提高其吸附能力，通常需要功能化處理以引入羧基、磺酸基、胺基、酰胺基、硫醇基等可作為配體應用的功能化基團。文獻《Zhang Kai,Li Zongjie,Deng Nanping,et al.Tree-likecellulose nanofiber membranes modified by citric acid for heavy metal ion(Cu²⁺)removal[J].Cellulose,2019,26(2):945-958》中采用檸檬酸改性的方法在纖維素中引入多元羧基，但是該反應是在高溫高壓條件下進行，并且檸檬酸與纖維素之間通過酯鍵連接，對較高酸、堿性環境的耐受性較差。文獻《Ricardo Chagas,Martin Gericke,RicardoB.Ferreira,et al.Synthesis and characterization of dicarboxymethyl cellulose[J].Cellulose,2020,27:1965-1974》中采用溴代丙二酸鈉對纖維素粉末進行羧基化改性，但是溴代丙二酸鈉為非商品化產品，并且隨著纖維素中羥基被取代程度的提高，纖維素粉末的水溶性會增加，無法作為重金屬離子吸附劑來應用。因此，亟待開發一種對高酸堿度水體環境有耐受性且反應條件溫和、成本低、工藝過程簡單的重金屬離子吸附劑制備新路線和新方法。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明擬解決的技術問題是，提供一種醚鍵連接的多元羧基改性再生纖維素的制備方法。

本發明解決所述技術問題的技術方案是，提供一種醚鍵連接的多元羧基改性再生纖維素的制備方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

步驟1、將醋酸纖維素產品加入到過量強堿性溶液中，進行皂化反應將醋酸纖維素的酯基變為羥基，得到再生纖維素產品；

步驟2、將步驟1得到的再生纖維素產品、溶劑和堿活化劑混合，活化再生纖維素后，再加入鹵代丙二酸二乙酯發生堿催化醚化接枝反應使得鹵素與羥基發生接枝反應同時鹵代丙二酸二乙酯的酯基水解成羧基，得到初產品；

步驟3、將步驟2得到的初產品經洗滌去除未反應的物質和小分子副產物完成初產品的純化，隨后浸入稀酸溶液中浸泡至將羧酸鹽完全轉變為羧基，得到醚鍵連接的多元羧基改性再生纖維素產品。

與現有技術相比，本發明有益效果在于：