[发明专利]一种利用废纸制备磁性纤维素气凝胶的方法

摘要

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。

主权项

1.一种利用废纸制备磁性纤维素气凝胶的方法，其特征在于：用废纸制取再生纤维素，再将所得的再生纤维素在微波辅助的条件下使其溶解在离子液体中制得纤维素气凝胶，通过对所制得的纤维素气凝胶进行磁性改性和疏水疏油改性后，即可制得疏水疏油改性后的磁性纤维素气凝胶；其具体包括以下步骤：（1）将废纸进行粉碎并利用20～40目的筛网进行筛分得到废纸纤维粉，将废纸纤维粉按料液比为1：10～15g/ml加入到由碱试剂进行稀释的质量浓度为0.01%～2%的碱溶液中进行浸渍，并在常压下煮沸回流6～8h，回流结束后，将碱溶液中的固形物滤出，并洗涤至洗涤液为中性后，将其加入到与碱溶液等体积的以0.1～2mol/L的四甲基哌啶氮氧化物与0.05～1.5mol/L的次氯酸钠溶液混合的混合溶液中，并在55～65℃的条件下进行煮沸回流6～18h后，将混合溶液中的固形物滤出，并洗涤至洗涤液为中性后，进行烘干，即可制得再生纤维素；（2）将上述制得的再生纤维素分散于离子液体中并加入到三口烧瓶内，将三口烧瓶置于微波反应器中，并将反应器的温度升至85～90℃，控制微波功率为0～200W进行反应10～40min，反应完成后将混合液冷却至室温，再加入到乙醇中进行凝固再生制取凝胶，然后再将制取的凝胶移入去离子水中进行浸泡2～3天实现溶剂置换；（3）将FeCl₃·6H₂O和浓度为0.8～1.8mol/L的CoCl₂·6H₂O按照1.5～3：1的质量比进行混合并用蒸馏水进行溶解，然后利用超声处理得到红色溶液，将步骤（2）经过溶剂置换的凝胶放入到红色溶液中，并将溶液的pH调节至10～11，然后往红色溶液中通入氨气，直至凝胶呈现黑红色后，将黑红色的凝胶移入冷冻干燥器中，在‑50℃、0～20pa的条件下持续干燥24～72h后，将其自然放置至恒温，然后将凝胶取出进行洗涤至洗涤液颜色变淡为止，再将凝胶进行烘干即可制得磁性纤维素气凝胶；（4）将制得的磁性纤维素气凝胶置于烧杯中，再加入含氟聚丙烯酸酯乳液后，将烧杯置于超声波装置中，在70～80℃的条件下进行超声浸渍和疏水疏油改性2～20h后，即可制得疏水疏油改性后的磁性纤维素气凝胶；其中，所述各步骤中的组分添加份数如下：废纸纤维粉                     0.5～1.5份；碱试剂                         1～3份；四甲基哌啶氮氧化物             1～3份；次氯酸钠                       1～3份；离子液体                       15～20份；FeCl₃·6H₂O/CoCl₂·6H₂O         1~2份；含氟聚丙烯酸酯乳液             1～2份。