[发明专利]一种纤维素基双功能吸附剂的制备方法

说明书

本发明公开了一种纤维素基双功能吸附剂的制备方法，包括如下步骤：(1)前处理：将纤维素基原料除去杂质后，在氢氧化钠溶液中煮沸，水洗，烘干并剪碎；（2）预处理：对纤维素原料进行超声波‑碱液‑超声波联合处理；（3）化学改性：对纤维素基原料进行选择性氧化处理，然后将氧化纤维素置于反应介质中，加入酸酐搅拌回流反应，结束后过滤，洗涤，干燥；再与多胺化合物反应，然后过滤并水洗至中性，冷冻干燥后得到纤维素基双功能吸附剂。本发明制备的吸附剂安全稳定性高，对阴离子污染物和阳离子污染物均有良好的吸附作用，可用于重金属离子废水和染料废水的净化处理；制备吸附剂的纤维素基原料来源广泛，成本低，应用于废水处理时操作方便。

技术领域

本发明涉及一种纤维素基吸附剂的制备方法，特别是涉及一种能够吸附重金属离子和染料的纤维素基吸附剂的制备方法。

背景技术

随着工业化发展和人口增长，产生了大量工业和生活废弃物，使越来越多的水源受到污染。我国地表水中最常见的污染是有机污染、重金属污染、富营养污染及其复合性污染等。重金属进入环境后不能被生物降解，可通过食物链循环作用最终进入人体，对人体健康造成危害。我国是世界上最大的染料生产国和使用国，而大多数合成染料是有毒且难降解的有机物，化学性质稳定，对水体、土壤以及生态环境造成严重破坏。水污染问题已成为制约经济发展和危害人类健康的重要因素，随着我国经济的发展和转型升级，对环境保护的要求越来越强烈，因此开发与应用无毒无害的新型水处理剂成为目前水污染治理的一个研究热点。目前含重金属废水的处理方法主要有化学沉淀法、离子交换法、电解、膜分离法和吸附法等。染料废水的处理方法主要有格栅过滤、中和、氧化、混凝沉淀、生化处理和吸附等方法。吸附法是利用吸附剂的独特物理结构或功能基团通过物理吸附、化学吸附或物理化学综合吸附去除水中污染物的一种有效方法，吸附法适用于处理较低浓度重金属废水，对染料废水亦有良好的脱色效果。吸附法具有适用范围广、不产生二次污染等优点，因此在废水处理中得到了广泛的应用。吸附剂的种类很多，目前常用的有活性炭、膨润土、合成纤维、高聚物等，这些材料中很多不可再生或不能生物降解，使得生产成本高或造成二次污染。随着人们对生态安全和绿色化学的重视，人们希望寻求无毒无害、安全稳定的吸附剂，因此开发和利用自然界中资源丰富的生物质吸附剂，成为国内外许多研究者的研究热点。

纤维素基材是地球上储量丰富的天然高聚物，其低廉易得，安全无毒，可再生。天然纤维素基材具有多微孔、多毛细管、大比表面积等特性，纤维素分子中含有大量羟基，这些为其作为吸附剂提供了条件。通过对纤维素分子中羟基的改性，在其分子中引入具有特定吸附性能的官能团，使其具有更多或选择性高吸附基团，从而提高对污染物的吸附能力。

在中国发明专利201310206866.3《利用花生壳制备双功能改性纤维素吸附剂的方法及其应用》中，发明人以花生壳为原料，首先采用醇酸溶液、碱溶液和氧化剂等一步步除去花生壳中的黄色素、半纤维素和木质素等得到花生壳纤维素，然后与有机酸和有机多元胺反应，制得双功能改性纤维素吸附剂。此专利只是针对花生壳一种原料，适用原料单一，且其制备过程复杂冗长，化学试剂使用较多，增加了对环境的污染。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种经化学改性的纤维素基双功能吸附剂的制备方法，该吸附剂对阴离子污染物和阳离子污染物均有良好的吸附作用，实现对重金属离子废水和染料废水的净化处理。

解决上述技术问题的技术方案是：一种纤维素基双功能吸附剂的制备方法，包括以下步骤：

（1）前处理：将纤维素基原料除去杂质后，投入质量分数为2～5%的氢氧化钠溶液中煮沸10～30min，水洗，烘干并剪碎；