[发明专利]铜络合天然高分子吸附材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于环境纳米高分子材料领域，涉及一种铜络合天然高分子吸附材料的制备方法。

背景技术

随着人类对环境污染和资源危机等问题的认识不断深入，天然高分子所具有的可再生、可降解，性等性质日益受到重视。废弃物的资源化与可再生资源的利用，是当代经济与社会发展的重大课题，也是对当代科学技术提出的新要求。在自然界中，木质素的储量仅次于纤维素，而且每年都以500亿吨的速度再生。制浆造纸工业每年要从植物中分离出大约1.4亿吨纤维素，同时得到5000万吨左右的木质素副产品，但迄今为止，超过95％的木质素仍以“黑液”直接排入江河或浓缩后烧掉，很少得到有效利用。

我国水资源短缺，水体污染日趋严重。2005年，全国废水排放总量达到524.5亿吨，其中工业废水排放243.1亿吨，生活污水281.4亿吨。污水的大量排放导致水体污染，特别是难降解有机物污染严重。近年颁布的《中国环境状况公报》表明，我国7大水系中满足地表水III类标准的断面仅占30％左右，而几乎丧失水体功能的劣V类水断面达到40％。同时，由于工业的发展和安全防范措施的滞后，近年来我国水污染事件频繁发生。如2005年，吉林石化分公司双苯厂爆炸造成松花江重大水环境污染事件，严重干扰了沿岸数百万居民的正常生产生活，影响了社会稳定。为了解决有机废水排放及大量有机液体突发排放对水环境的污染问题，急需开发经济高效有机废水处理材料和处理技术。

吸附技术是目前处理水中难去除污染物的有效方法和热点技术。高效吸附材料是吸附技术的关键。纳米材料因其独特的纳米结构效应(表面效应、小尺寸效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应等)，可以显著提高材料的比表面积和反应活性，因而对污染物具有很大的吸附容量和能力，可以用于环境污染治理，实现环境中污染物的去除，是极具潜力的污水处理吸附材料。纤维素和木质素含有大量的羟基、羧基等功能团，能与金属形成氢键，并生成具有独特纳米结构的金属-有机络合物。因此，本发明提出了一种利用铜氨溶液和纤维素及木质素等天然高分子材料反应制得具有纳米结构特性的铜络合天然高分子吸附材料的方法，该材料不仅对水中有机污染物的具有很强的吸附能力和很高的吸附容量，而且使得造纸等过程中产生的木质素和纤维素等天然高分子废弃材料得到再生利用。

发明内容

本发明的目的是提供一种一种铜络合天然高分子吸附材料的制备方法。

包括如下步骤：

1)铜盐溶解于氨水中，制得铜氨溶液，铜离子和氨离子的摩尔比为1∶4，氨水质量百分比浓度为5～30％；

2)将纤维素溶解于铜氨溶液中，然后加入木质素，纤维素在铜氨溶液中的质量百分比浓度0.5％～2％，木质素在铜氨溶液中的质量百分比浓度1％～20％；

3)将上述混合物在20～80℃恒温下搅拌6～48h，离心过滤，用蒸馏水洗涤2～3次；

4)过滤固体产物在50～105℃下烘干；

5)干燥活化产物经研磨、过100目筛，制得铜络合天然高分子吸附材料。

所述的铜盐为硫酸铜或碳酸铜。天然高分子材料为纤维素和木质素。氨水质量百分比浓度优选为5～20％。纤维素在铜氨溶液中的质量百分比浓度优选为0.8％～2％。木质素在铜氨溶液中的质量百分比浓度优选为5％～20％。

本发明的优点是铜络合天然高分子吸附材料对有机物的吸附容量大，对水中有机污染物同时具有分配作用和表面吸附作用，能够更有效地吸附去除水中的有机污染物，也能有效吸附固定突发排放的有机液体。而且，该材料制备能利用造纸等过程中产生的木质素和纤维素等天然高分子废弃材料，使得可再生废弃资源得到再生利用。

具体实施方式

现以下述实例说明本发明。

实施例1

在1000ml碘量瓶中，将60g七水硫酸铜溶解于700ml质量浓度为5％的氨水中配制成铜氨溶液。将3.5g纤维素溶解于铜氨溶液中配制成含纤维素质量浓度为0.5％的铜氨溶液，然后将7g木质素加入到该溶液中，在20℃恒温搅拌振荡48h，产物经过滤，用蒸馏水洗涤2次，滤干后，在50℃下烘干，经研磨，过100目筛，制得铜络合天然高分子吸附材料。该材料对水中萘酚的吸附容量大于1.6g/g，对废水中菲的吸附容量大于30mg/g。

实施例2