具体技术细节
[0003] 针对现有重金属离子吸附材料的不足,本发明提供一种利用溶媒法制备羧甲基纤维的方法及其应用,在实现植物纤维羧基化的同时,通过控制植物纤维的醚化取代度保留其纤维形态,使其用于重金属离子的吸附处理。在充分利用纤维类重金属离子吸附材料操作的优势上,实现吸附材料的绿色化。
[0004] 为达到上述目的,本发明采用如下技术方案:
[0005] 一种利用溶媒法制备羧甲基纤维的方法,包括以下步骤:
[0006] 1)碱化
[0007] 将碱溶于有机溶剂中形成碱液,并加入植物纤维混合均匀,于40-70℃碱化1-6h,使碱液与植物纤维充分接触;其中,所述的植物纤维和碱的质量比为1:(0.1-2),且每2-8mL有机溶剂中溶入0.1-2g碱;
[0008] 2)醚化
[0009] 将醚化剂溶于有机溶剂中形成混合液,将混合液加入经过碱化后的物料中,在醚化温度30-90℃下,醚化反应1-6h,其中,植物纤维和醚化剂的质量比为1:(0.1-2),且每2-8mL有机溶剂中溶入0.1-2g醚化剂;
[0010] 3)洗涤
[0011] 将步骤2)得到的产物洗涤至pH值6-8,即得羧甲基纤维。
[0012] 进一步地,所述的植物纤维为针叶木纤维、阔叶木纤维、麦草纤维或竹材纤维。
[0013] 进一步地,所述的碱为氢氧化钠、氢氧化钾或氢氧化锂。
[0014] 进一步地,所述的有机溶剂为乙醇或异丙醇。
[0015] 进一步地,所述的醚化剂为氯乙酸钠或氯乙酸。
[0016] 进一步地,所制备的羧甲基纤维的长宽比为(100-15):1。
[0017] 进一步地,所制备的羧甲基纤维的取代度为0.03-0.3。
[0018] 羧甲基纤维在重金属离子吸附上的应用。
[0019] 进一步地,所述重金属离子为Cu2+。
[0020] 与现有技术相比,本发明具有以下有益的技术效果:
[0021] 本发明在实现植物纤维羧基化的同时,通过控制植物纤维的醚化取代度保留其纤维形态,在醚化过程中纤维素上的羟基被羧基取代,从而增加了纤维表面的负电性,有利于与带有正电荷的重金属离子发生静电吸附作用,同时由于羧基具有较大的空间位阻和较好的水溶性,使得纤维的孔径和保水值增大,纤维与重金属离子之间范德华力的增强,更有利于纤维与重金属离子之间发生物理吸附作用,并且在吸附试验中,当羧甲基纤维的取代度达到0.28时,Cu2+的吸附量达到22.32mg/g。因此将其用于重金属离子的吸附处理,在充分利用纤维类重金属离子吸附材料操作的优势上,实现吸附材料的绿色化。
法律保护范围
涉及权利要求数量9:其中独权1项,从权-1项
1.一种利用溶媒法制备羧甲基纤维的方法,其特征在于,包括以下步骤:
1)碱化
将碱溶于有机溶剂中形成碱液,并加入植物纤维混合均匀,于40-70℃碱化1-6h,使碱液与植物纤维充分接触;其中,所述的植物纤维和碱的质量比为1:(0.1-2),且每2-8mL有机溶剂中溶入0.1-2g碱;
2)醚化
将醚化剂溶于有机溶剂中形成混合液,将混合液加入经过碱化后的物料中,在醚化温度30-90℃下,醚化反应1-6h,其中,植物纤维和醚化剂的质量比为1:(0.1-2),且每2-8mL有机溶剂中溶入0.1-2g醚化剂;
3)洗涤
将步骤2)得到的产物洗涤至pH值6-8,即得羧甲基纤维。
2.根据权利要求1所述的一种利用溶媒法制备羧甲基纤维的方法,其特征在于,所述的植物纤维为针叶木纤维、阔叶木纤维、麦草纤维或竹材纤维。
3.根据权利要求1所述的一种利用溶媒法制备羧甲基纤维的方法,其特征在于,所述的碱为氢氧化钠、氢氧化钾或氢氧化锂。
4.根据权利要求1所述的一种利用溶媒法制备羧甲基纤维的方法,其特征在于,所述的有机溶剂为乙醇或异丙醇。
5.根据权利要求1所述的一种利用溶媒法制备羧甲基纤维的方法,其特征在于,所述的醚化剂为氯乙酸钠或氯乙酸。
6.根据权利要求1所述的一种利用溶媒法制备羧甲基纤维的方法,其特征在于,所制备的羧甲基纤维的长宽比为(100-15):1。
7.根据权利要求1所述的一种利用溶媒法制备羧甲基纤维的方法,其特征在于,所制备的羧甲基纤维的取代度为0.03-0.3。
8.权利要求1-7任一项所述的方法制备的羧甲基纤维在重金属离子吸附上的应用。
9.根据权利要求8所述的羧甲基纤维的应用,其特征在于,所述重金属离子为Cu2+。