[发明专利]一种利用废弃纤维制备的吸附材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种利用废弃纤维制备的吸附材料及其制备方法，包括。本发明采用废弃的PET编织管和废弃口罩中的聚丙烯（PP）熔喷布作为吸附材料，用于处理水体中的重金属离子，通过改变工艺条件控制来调节吸附材料的表面形貌，制备的产物具有优异的吸附效果，保护环境的同时做到变废为宝；本发明将海藻酸钠与硅酸钠一起溶解于水中，经钙离子交联，然后进行酸改，在织物表面引入了一层富含Si‑OH基团的硅胶层，获得相比其他材料更多的吸附位点，极大提高重金属的去除率；此种方法获得的复合吸附材料，介孔二氧化硅化学稳定性和热稳定性均良好，还可以通过调整介孔二氧化硅粒子的形态及孔径大小以达到最佳吸附效果。

技术领域

本发明属于高分子吸附材料的环保技术领域，具体为一种利用废弃纤维制备的吸附材料及其制备方法。

背景技术

在水处理过程中采用PET编织管作为PVDF超滤膜的支撑材料，在生产的过程中产生了很多PET的编织管边脚料，而PVDF超滤膜的使用周期为3-5年，随着我国膜工业的蓬勃发展，产生了大量的PET编织管回收料。

熔喷无纺布主要材质是聚丙烯（PP），是一种超细静电纤维布，可以捕捉粉尘。含有肺炎病毒的飞沫靠近熔喷无纺布后，会被静电吸附在无纺布表面，无法透过。这就是这种材料隔绝病菌的原理。粉尘被超细静电纤维捕捉住后，极不易因清洗而脱离，且水洗亦会被破坏静电的吸尘能力，因此这种口罩只能一次性使用。2020年生产了15.6亿个口罩，生态专家称“相当于把4680~6240吨的塑料污染物倾泻到世界的海洋中”。

海藻酸钠(NaAlg)是一种通常存在于海带、马尾藻等藻类植物中的天然高分子材料。NaAlg具有无毒、可生物降解、易成膜等诸多优良性能，被广泛应用于药物释放工程、医用敷料、组织工程支架材料等。NaAlg可以在含有钙离子的水溶液中进行离子交联，形成海藻酸钙水凝胶。但是纯海藻酸钙凝胶的力学强度比较低，这大大限制了它的应用。当在海藻酸钠溶液中添加少量Ca²⁺时，Ca²⁺置换海藻酸钠中的Na⁺，形成海藻酸钙（CaAlg）凝胶，CaAlg是热不可逆型凝胶。凝胶具有刚性大，易碎、弹性和机械性能较差等缺点。

因此，设计可以回收利用PET及PP且性能优质的一种利用废弃纤维制备的吸附材料及其制备方法是很有必要的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用废弃纤维制备的吸附材料及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种利用废弃纤维制备的吸附材料，其特征在于由以下制备原料按重量份数比制成包括：口罩中的聚丙烯（PP）10-15份、海藻酸钠6-9份、氯化钙0.1-0.8份、Na₂SiO₃1-3份、聚乙醇0.5-2份。

一种利用废弃纤维制备的吸附材料的制备方法，包括以下具体步骤：

步骤一：将海藻酸钠与聚乙烯醇配制成混合溶液，聚乙烯醇再经缩醛化及交联反应制成聚乙烯醇改性的聚丙烯熔喷布；

步骤二：将步骤一制成的聚丙烯熔喷布浸渍在液碱中进行中和，再将其浸渍在Na₂SiO₃溶液中，再加入CaCl₂进行交联，制备了PP-g-CaSiO₃接枝硅酸钙无纺布；

步骤三：将步骤二获得的PP-g-CaSiO₃接枝硅酸钙无纺布浸渍在盐酸溶液中改性，制得PP无纺布接枝含介孔SiO2的硅酸钙(PP-g-CaSiO₃@SiO₂)。

根据上述技术方案，所述步骤一中聚乙烯醇再经缩醛化及交联反应：在配有温度计、球形冷凝管和机械搅拌器的500mL三口烧瓶中，加入15gPVA-2088和170mL去离子水，持续搅拌下升温至90℃，待PVA-2088完全溶解后，停止加热；