[发明专利]一种利用废纸制备磁性纤维素气凝胶的方法

说明书

本发明公开了一种利用废纸制备磁性纤维素气凝胶的方法，使用生活中的废纸纤维作为原材料制备超轻、多孔气磁性疏水气凝胶吸附材料，利用微波辅助离子液体溶解法制备废纸再生纤维素凝胶，通过磁性改性和疏水疏油改性，获取黑红色废纸纤维素气凝胶。本发明的磁性纤维素气凝胶有效去除水中泄漏的多种有机污染物和油类物质，吸收倍率高，吸油彻底，吸附材料无毒无害、采用磁性收集方法简便易用，引起二次污染小，该制备方法过程简单、条件温和、通过常规工业设备和廉价原料，即可实现变“废”为“宝”，且生产过程无“三废”排除，具有广泛的推广应用价值和社会意义。

技术领域

本发明涉及精细化工、环境友好材料及吸附剂领域，具体涉及一种利用废纸制备磁性纤维素气凝胶的方法。

背景技术

近年来，随着海上石油资源的日益开发，溢油事故不断增加。世界每年都会发生类似漏油事件，随着工业社会进程的加快，我国石油污染日渐严峻。因此，迫切需要开发一种快速、高效、经济的吸收剂从水面清理石油泄漏。经过长期的探索和努力，目前溢油事故的处理方法主要包括物理、生物和化学方法，化学法包括消油剂、分散剂、凝油剂等，但是消油剂等会对海面造成二次污染。物理方法主要包括吸油毡、撇油器、吸油剂等，但是这种方法对于原油等粘度较大的油处理效果还行，但对于汽、煤、柴油等轻质油，在海面扩散速度快，物理方法效果不理想。吸附剂大多使用活性炭、锯末、天然或合成纤维等，活性炭和锯末都因为较低的吸油效率而不被经常使用。因此制备新型高效吸油剂具有巨大的环境效益和社会效益。

气凝胶具有多孔性^[1-4]、吸收倍率高，被认为是一种非常有效的吸附材料。气凝胶通常由湿凝胶通过临界点干燥或冷冻干燥等方法制得。而随着环保要求的提升，不同的可降解环保材料也被用于气凝胶的制备中，纤维素气凝胶的研究是热点之一，纤维素气凝胶具有高度多孔的结构，尤其是纳米纤维素可作为气凝胶中的骨架结构^[5-8]。但是其非常脆弱、挤压或吸收过程中网络结构容易被损坏，所以在作为吸油剂使用时需要进行部分改性处理。而多个专利对此类气凝胶的不同制备方式进行了说明。如文献^[9]CN102702566A公开了一种利用离子液体制备木质纤维素气凝胶的方法，文献^[10]CN103980530A公开了一种海藻纤维素气凝胶吸油材料的制备方法，海藻纤维素气凝胶吸油材料具有吸油效率高、天然无污染、强度好，二次处理简单等优点；文献^[11]CN103966700A公开了以细菌纤维素为基础制备的碳纳米纤维气凝胶制备方法简单、设计新颖，环保生物相容性好，吸收效率高，可多次重复利用，能广泛吸收多种有机溶剂及油品，具有优良的可回收性和选择性，吸收倍率可以达到自身重量的50~300倍。而以上制备方法均为将不同可降解材料纤维素化，进而形成气凝胶的骨架。纳米纤维素化过程本身即存在较高的要求。其基本需制备形成纳米纤维素后，在进行下一操作步骤，工艺较繁琐，对原材料的要求也较高。

纸板材料在当今商品发展尤其是网络购物发展的进行用量巨大，大量的纸板使用后被废弃，生活中产生的废纸是困扰人们的污染源之一，人们通常是使用焚烧和填埋等方法处理，既浪费资源又污染环境，如能对废纸再利用将极大的提高资源的利用率。

参考文献

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