[发明专利]一种阳离子化改性棉花吸附剂的制备方法及其应用

说明书

本发明公开了一种阳离子化改性棉花吸附剂的制备方法及其应用，首先将棉花置于500g/L氢氧化钠溶液中碱化24h，盐酸调节pH＝7，烘干备用；其次以n(棉花葡萄糖单元环)：n(甜菜碱盐酸盐)：n(双氰胺)＝1:2:1的比例，加入碱化的棉花、甜菜碱盐酸盐和双氰胺，混合均匀后喷加少量水，放置烘箱内150℃反应3h；最后待反应结束后于乙醇溶液中80℃回流20min，趁热过滤放置于烘箱中47℃干燥，即得阳离子化改性棉花吸附剂。本发明阳离子化改性棉花吸附剂可以有效脱色活性红195、活性蓝19和酸性黄199染料溶液，使用方便且效率很高。

技术领域

本发明涉及染料废水处理领域，具体涉及一种有效脱色处理活性红195、活性蓝19和酸性黄199染料溶液的高效阳离子化改性棉花吸附剂，同时还涉及该吸附剂的制备方法。

背景技术

染料废水主要来源于染料生产工业以及纺织工业、印刷工业、皮革工业和造纸工业等。染料废水具有成分复杂、水量和水质多变、色度高、可生化性差、酸碱性强、含盐度高、毒性强、难生物降解等特点，影响水体透光性，进而影响水生植物光合作用，破坏水体生态环境。近年来，在染料废水处理领域，吸附法作为一种经济的染料废水处理方法得到了广泛的应用，探究出有效的吸附剂成为研究人员的重点。

染料主要分为阳离子染料、阴离子染料和非离子染料三大类，其中阴离子染料应用范围最广。阴离子染料溶于水后，因电离作用而呈阴离子状态，主要包括直接染料、活性染料和酸性染料等。针对阴离子染料废水色度大、脱色成本高、易二次污染等问题，利用甜菜碱盐酸盐优异的抗菌性、柔软性、抗静电性和生物相容性，利用棉花纤维中丰富的活泼羟基，首先通过氢氧化钠溶液碱化提高棉花表面粘结性能和力学性能，增加活性位点。然后通过阳离子化引入阳离子集团甜菜碱盐酸盐，干法合成了阳离子化改性棉花，阳离子化改性棉花纤维正电性大大提高，通过静电吸附作用，对一般的活性染料和酸性染料吸附性大大增强，是一种良好的阴离子染料废水脱色剂。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种绿色环保且高效的阳离子化改性棉花吸附剂的制备方法及其应用。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种阳离子化改性棉花吸附剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)将市售的棉花取8g置于160mL 500g/L氢氧化钠溶液中碱化24h。

(2)用研钵将甜菜碱盐酸盐和双氰胺研磨均匀，将步骤(1)中制备的碱化烘干后棉花撕碎放置于培养皿中，将混合均匀的甜菜碱盐酸盐和双氰胺涂撒于棉花上，喷加少量水浸湿混合均匀，然后放置培养皿于烘箱内150℃反应3h。

(3)于烘箱中取出培养皿，转移至250mL三口瓶中，加入100mL乙醇，于80℃回流20min，趁热过滤放置于烘箱中47℃干燥12h，即得目标吸附剂。

本发明的创新点及优点：

1、甜菜碱具备优异的抗菌性、柔软性，抗静电性和生物相容性，棉纤维化学结构中存在活泼羟基，对其进行复合改性，首先用氢氧化钠溶液碱化提高其表面粘结性能和力学性能，增加活性位点。然后通过阳离子化引入阳离子集团甜菜碱盐酸盐，干法合成了阳离子化改性棉花，赋予棉纤维正电性，增大其阴离子染料的吸附能力。

2、棉花纤维取材方便，原料丰富，价格便宜。干法制备的阳离子化改性棉花吸附剂反应效率高、无污染且脱色速度很快。既保证了脱色效率又方便回收。

附图说明

图1为实施例1中阳离子化改性前后棉花的红外光谱图。

图2为实施例1中阳离子化改性前后棉花的扫描电镜图。

a、b、c和d是棉纤维的SEM图，图e、f、g和h是阳离子化改性棉纤维的SEM图。

具体实施方式