[发明专利]一种中空纤维状异相类Fenton反应催化剂的制造方法

摘要

本发明公开了纺织材料领域中复合纤维材料的设计与制造，涉及一种中空纤维状异相类Fenton反应催化剂的制备，具体为一种可催化氧化剂(如过氧化氢、臭氧、过硫酸盐等)快速、高效氧化分解多种染料的复合中空纤维的制造方法。该制造方法在成纤聚合物结构设计、合成以及纺丝成形基础上，主要运用了酸性水解、中性高锰酸钾氧化还原处理等一系列技术。所得复合中空纤维与现有中空纤维状类Fenton反应催化剂相比，可多次重复使用，且随使用次数的增加，复合中空纤维催化活性以及染料去除率衰减小，达到一定去除率所需的时间仅稍有增加，因此，应用成本更为低廉，更加满足工业实用性要求。

主权项

1.一种中空纤维状异相类Fenton反应催化剂的制备方法，其特征在于工艺过程如下：(1)溶液聚合工艺：称取两份等质量单体1，分别将其置于适宜的烧杯a，b中，称取单体2，使单体2与两份单体1的总质量之比为0.01∶9.99～9.99∶0.01，并将单体2倒入上述烧杯a中，称取引发剂，使引发剂质量为烧杯a中单体1和单体2总质量的0.2～2％，并将引发剂加入到烧杯a中，再次称取引发剂，这次引发剂质量为烧杯b中单体1质量的0.2～2％，并加入到烧杯b，开启磁力搅拌，直至烧杯a，b中引发剂完全溶解，称取有机溶剂，使有机溶剂与两份单体1以及单体2总质量之比为1∶5～5∶1，并将有机溶剂加入到上述烧杯a中，开启磁力搅拌，使烧杯a中物质混合均匀，随后将烧杯a中溶液转至聚合釜中，通入氮气以排净聚合釜中残留空气，开启聚合釜加热系统，升温至50～100℃，此时将烧杯b中含引发剂的单体1逐滴滴加到聚合釜中，滴加时间控制在10～60min之内，滴加结束后，继续反应2～6h，得聚合物溶液A，将所得聚合物溶液A转移至适宜的烧杯中，密封备用，将上述单体2换成单体3，执行上述聚合程序，得聚合物溶液B，将所得聚合物溶液B转移至适宜的烧杯中，并密封备用，所述单体1为甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟丙酯中的一种，所述单体2为甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸正己酯、甲基丙烯酸正辛酯、甲基丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸异癸酯、甲基丙烯酸十二酯、甲基丙烯酸十四酯、甲基丙烯酸十六酯、甲基丙烯酸十八酯中的一种，所述单体3为丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯，丙烯酸丙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸正己酯、丙烯酸‑2‑乙基己酯、丙烯酸正辛酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸异癸酯、丙烯酸十二酯、丙烯酸十四酯、丙烯酸十六酯、丙烯酸十八酯中的一种，所述有机溶剂为二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、甲苯、二甲苯、四氯乙烯中的一种；(2)湿法纺丝工艺：将上述步骤(1)所得聚合物溶液A、B以体积比为99.99∶0.01～0.01∶99.99进行混合，并将混合物磁力搅拌0.5～3h，以便混合均匀，将所得混合溶液倒入湿法纺丝盛液器中，随后将盛液器置于真空干燥机中在25～95℃以及‑0.07～‑0.1MPa条件下脱泡，时间为0～60min，通过蠕动泵将混合溶液定量输送到喷丝组件中，经喷丝孔挤出后形成中空纺丝细流，中空纺丝细流外表面与凝固浴中的凝固剂接触，此外，通过蠕动泵将凝固剂定量输送到中空纺丝细流内部，使其与中空纺丝细流内表面接触，凝固剂由去离子水和有机溶剂组成，去离子水和有机溶剂的质量之比为10∶0～5∶5，在双扩散作用下，中空纺丝细流固化为中空纤维，将中空纤维在去离子水中洗涤一次以上，并置于鼓风干燥箱中，在25～50℃条件下干燥1～6h，制得初生中空纤维；(3)酸性水解工艺：取上述步骤(2)制得的中空纤维，将其置于盛有无机酸和去离子水的处理槽中，其中无机酸与去离子水的体积比为0.5∶9.5～9.5∶0.5，而中空纤维与液体的质量之比为1∶1～1∶1000，处理槽中液体温度为20～95℃，在震荡下处理30s～12h，随后进行充分洗涤，并干燥；(4)中性高锰酸钾氧化还原处理工艺：称取一定质量的高锰酸钾，将其置于容量瓶中，加入一定体积去离子水，配置浓度为0.0001～0.3mol/L的高锰酸钾水溶液，量取一定体积上述高锰酸钾水溶液，并将其置于处理槽中，将上述步骤(3)所得水解后中空纤维置于处理槽中，并浸没于高锰酸钾水溶液中，中空纤维与处理槽中高锰酸钾水溶液质量之比为1∶1～1∶1000，处理槽中液体温度为20～95℃，处理时间为30s～8h，处理结束后，取出中空纤维，用去离子水反复洗涤，直至洗涤液不再有颜色，随后将中空纤维置于真空干燥机中于25～50℃条件下干燥1～6h，制得中空纤维状异相类Fenton反应催化剂。