[发明专利]一种利用棉纤快速制备除镍离子交换纤维的方法

说明书

本发明公开了一种利用棉纤快速制备除镍离子交换纤维的方法，所述方法步骤如下：一、先用沸水蒸煮棉纤维，然后用乙醇或丙酮溶液浸泡上述棉纤维，风干后保存；二、将步骤一预处理后的棉纤维与含有络合基团的活性单体加入到溶液中，反应在电阻炉内进行，反应结束后取出材料，洗涤后将产物置于烘箱内烘干至恒重，得到棉纤改性吸附材料。本发明针对重金属镍水污染，处理效率高且具有较强的稳定性，在使处理后的废液实现无害化的同时，也能回收贵重金属镍，并且产品机械和化学稳定性好，使用方法简单，进一步提高了使用吸附剂的经济性和环保性。

技术领域

本发明属于水处理技术领域，涉及一种利用棉纤快速制备可吸附重金属离子交换纤维的方法及应用，尤其对于含镍废水的处置和回收。

背景技术

纤维素是自然界广泛存在的天然高分子物质，是一种可更新的资源。植物每年通过光合作用，能生产出亿万吨的纤维素。近年来，随着石油、煤炭储量的下降，其重要性日益显著。特别是上世纪80年代以来，随着各国对环境污染问题的日益关注和重视，迫使人们把注意力重新集中到纤维素这一具有生物可降解性、环境协调性的可再生资源上来。

目前在突发重金属污染应急吸附处置中，使用形态自由度大、应用灵活和机械强度好的纤维状吸附材料已经成为一种趋势，但是存在着制备方法时间长和材料较难获得或价格昂贵等现实问题，因此，快速研发廉价高效的纤维状吸附材料对突发重金属污染的应急处置显得尤为重要。虽然现如今关于离子交换纤维的研究比较多，但是大多数以合成纤维为基体进行接枝改性的，而以纤维素为基体的离子交换纤维相关报道相对较少。我们可以通过化学接枝手段在棉纤维上引入一种或多种对重金属离子(如铜、镍离子等)有很强吸附能力的络合基团(如羧基和氨基等)，达到快速高效去除重金属的目的。但是之前针对重金属离子纤维吸附材料的研究多选用较为昂贵的商用纤维，或者即使选用廉价易得的农林废弃物，但其改性周期相对较长，这些材料都在实际应急工程中难以实施。

为了解决目前突发重金属水污染应急处置技术匮乏、处置材料难于回收等现实问题，本发明提供了一种利用棉纤快速制备可吸附重金属离子交换纤维的方法。棉纤维是一类数量丰富、来源广泛、廉价易得的吸附原材料，含有丰富的纤维素，且机械强度高。我们可以通过化学合成手段在棉纤维上引入一种或多种对重金属离子有很强吸附能力的络合基团，达到快速高效去除和回收重金属的目的，且制备方法简单，能够很好的解决上述问题。

发明内容

为了解决目前突发重金属水污染应急处置技术匮乏、处置材料难于回收或流阻大难以施用等现实问题，本发明提供了一种利用棉纤快速制备可吸附重金属镍离子交换纤维的方法。该方法可以快速制备应急处置现场适用性强、环境友好型的纤维状吸附材料，原料来源广泛、廉价易得，而且制备方法快速简单、易于实现工业化。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种利用棉纤快速制备除镍离子交换纤维的方法，该制备方法步骤如下

一、棉纤维的预处理

先用沸水蒸煮棉纤维，然后用乙醇或丙酮溶液浸泡上述棉纤维，风干后保存；

二、预处理纤维的电炉加热改性

将步骤一预处理后的棉纤维与络合基团活性单体按照一定的质量比加入到溶液中，在一定温度的电阻炉内反应一段时间后，过滤洗涤将产物置于特定温度的烘箱内烘干至恒重，得到棉纤改性吸附材料，即除镍离子交换纤维。

所述步骤一中，棉纤维蒸煮时间为15-30min，浸泡时间为40-60min。

所述步骤一中，乙醇或丙酮溶液的质量浓度为45-70％。

所述步骤二中，络合基团活性单体为均苯四甲酸二酐或邻苯二甲酸酐。

所述步骤二中，棉纤维与络合基团活性单体的质量比为1-5:1-8。