[发明专利]一种胺修饰的纤维状应急吸附材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明公开了一种胺修饰的纤维状应急吸附材料及其制备方法，更具体的说是基于一种基于PET基质的胺修饰的应急吸附纤维及其制备方法。

背景技术

近年来，环境突发污染事件时有发生，尤其是因重金属污染导致的水污染突发事件频发。如何快速、高效去除水中重金属离子成为水污染控制研究领域的热点问题。基于高分子聚合物材料的树脂型吸附剂具有吸附容量大、结构可调控、易于再生等优势被广泛应用于废水处理领域。但是传统的颗粒树脂在处理突发水污染事故时存在以下的不足：1）颗粒状树脂需要在吸附柱或混合罐中与被污染的水体接触，很难在水流湍急、水面扰动剧烈的河道中原位净化受污染的水体；2）颗粒状树脂的吸附速率相对较低，很难短时间内处理大量受污染的水体。采用纤维作为吸附材料应用到突发环境污染事件的处置目前已经引起人们的重视，因为纤维状吸附材料在形状上具有很强的可塑性，能够制成网状、纤维状乃至海绵状，使之适用于复杂多变的使用场合，也便于回收再生。研究报道了基于羊毛为基质的螯合纤维，对重金属离子有较好的吸附去除效果；路健美等人合成了对疏水性油类物质有很好的吸附效果的海绵树脂。但是现有的纤维吸附材料都存在着以下的不足：1）采用羊毛等动物毛发作为基质材料，不仅来源困难，不是以规模化生产，且制作成本较高，与处理和合成条件不易操作控制，且制备的吸附纤维对重金属离子的吸附容量较低，与传统的阳离子交换树脂相比还有一定的差距（M. Monier, N. Nawar, D.A. Abdel-Latif, Preparation and characterization of chelating fibers based on natural wool for removal of Hg(II), Cu(II) and Co(II) metal ions from aqueous solutionsJ. Hazard. Mater. 184 (2010) 118.；V.D. Zheljazkov, G.W. Stratton, J. Pincock, S. Butler, E.A. Jeliazkova, N.K. Nedkov, P.D. Gerard, Wool-waste as organic nutrient source for container-grown plants, Waste Manage. 29 (2009) 2160–2164.）；2）多数纤维吸附材料主要针对疏水性物质的吸附去除，而未考虑对亲水性物质，但近年来实际突发的水污染多为重金属离子污染物。

因此，如何利用人工合成高分子聚合物纤维材料作为基质，制备快速去除水中重金属离子的新型应急吸附纤维具有重要的实际应用价值。 

发明内容

1、发明要解决的技术问题

针对现有纤维状吸附材料基质来源不易、制备过程繁琐、吸附容量低的不足，本发明提供了一种胺修饰的纤维状应急吸附材料及其制备方法，采用简单易行的方法对聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）进行预处理，通过接枝反应和酰胺化反应，制得含有胺基的新型纤维状应急吸附材料。制备的新型纤维状应急吸附材料具有亲水性，可以快速、高效的去除水中重金属离子。

、技术方案

本发明原理：所提供的胺修饰的纤维状应急吸附材料是采用PET经过接枝聚合和下酰胺化反应制备的。

一种胺修饰的纤维状应急吸附材料，其合成流程和基本结构式如下：

一种胺修饰的纤维状应急吸附材料，其由聚对二苯甲酸乙二醇酯PET骨架和表面接枝的胺基构成，其基本结构式如下：

；其平均直径为40-60μm，胺基含量为5～8mmol/g。

 

一种胺修饰的纤维状应急吸附材料的制备方法，其步骤为：

（1）PET预处理

（a）抽提：将PET用有机溶剂抽提剂在索氏抽提器中抽提4～8小时，然后在室温下晾干；

（b）溶胀：将经过抽提干燥后的PET纤维置于溶胀剂中溶胀。溶胀剂用量与纤维的质量比例为1：20～40，溶胀温度为30℃，溶胀时间为4～8小时。

步骤（2-a）中所使用的有机溶剂选自为乙醇、丙酮或者石油醚等；

步骤（2-b）中所使用的溶胀剂选自DMF、二氯乙烷或者甲苯等。

（2）配制反应乳液

将接枝单体、有机溶剂、乳化剂和水混合后配成反应乳液。其中接枝单体、有机溶胀剂、乳化剂和水的体积配比如下表所示；