一种对重金属吸附作用的新型冠醚改性纤维素吸附剂制造技术

本发明专利技术所属污水处理技术领域，本发明专利技术涉及一种对重金属吸附作用的新型冠醚改性纤维素吸附剂。首先在纤维素表面进行接枝聚合反应，成功接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯后，再用乙二胺进行环氧开环，进而引入伯胺基团；以三缩四乙二醇和3,4-二羟基苯甲酸乙酯为原料合成4-乙氧羰基苯并-15-冠-5，再通过水解、酸化制得羧基苯并冠醚，再经过酰氯化后制得酰氯基苯并冠醚，蒸干溶剂后直接与纤维素支链上的伯胺反应，实现了冠醚对纤维素的负载。该制剂具有对重金属铜的吸附作用。本发明专利技术产品利于工业化生产。

【技术实现步骤摘要】
一种对重金属吸附作用的新型冠醚改性纤维素吸附剂
本专利技术所属污水处理
，本专利技术涉及一种对重金属吸附作用的新型冠醚改性纤维素吸附剂。本专利技术产品利于工业化生产。
技术介绍
纤维素是自然界资源最丰富，廉价易得的一种高分子天然产物。在其高分子骨架上具有大量的羟基，可以进一步进行较多的化学反应，并对环境无二次污染，因此纤维素基改性吸附剂得到广泛应用。未改性的纤维素具有很低的重金属吸附力以及可变的物理稳定性，因此需要对纤维素进行化学改性，以获得足够的结构耐久性和和有效的重金属吸附能力。在众多纤维素改性方法中，接枝共聚改性法因其可灵活将多种功能基团引入到纤维素骨架，极大丰富了改性效果，成为对纤维素改性的主要方式。在纤维素接枝聚合时，长出支链法最为常用，再通过对单体改性，灵活地赋予纤维素丰富的功能。冠醚型螯合树脂包括冠醚环在主链上的高分子冠醚和高聚物支撑的冠醚。冠醚化合物具有独特的分子结构，由于冠醚的空腔大小可以变化，能与许多金属离子形成络合物。高分子冠状化合物往往具有协同作用，将冠醚通过接枝反应制得高分子冠醚后，可增强它们故有的络合性能。目前对于胺类改性纤维素的研究比较多，但对于冠醚改性纤维素吸附剂的制备及其吸附性能研究鲜见报道。本专利技术所属本专利技术所属污水处理
，本专利技术涉及一种对重金属吸附作用的新型冠醚改性纤维素吸附剂。本专利技术产品利于工业化生产。
技术实现思路
本专利技术所属本专利技术所属污水处理
，本专利技术涉及一种对重金属吸附作用的新型冠醚改性纤维素吸附剂。本专利技术产品利于工业化生产。1、一种新型冠醚改性纤维素吸附剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：(1)在纤维素表面进行接枝聚合反应，用BPO引发成功接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯后，制得接枝率稳定为170％的纤维素接枝共聚甲基丙烯酸缩水甘油酯，再用乙二胺进行环氧开环，进而引入伯胺基团；(2)以三缩四乙二醇和3,4-二羟基苯甲酸乙酯为原料合成4-乙氧羰基苯并-15-冠-5，再通过水解、酸化制得羧基苯并冠醚，再经过酰氯化后制得酰氯基苯并冠醚。(3)将(2)中的蒸干溶剂后直接与(1)中产物反应，实现了冠醚对纤维素的负载。具体实施方式本专利技术所述的涉及一种对重金属吸附作用的新型冠醚改性纤维素吸附剂包括以下实施例，下面的实施例可进一步说明本专利技术，但不以任何方式限制本专利技术。实施例1:1、一种对重金属吸附作用的新型冠醚改性纤维素吸附剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：(1)在纤维素表面进行接枝聚合反应，用BPO引发成功接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯后，制得接枝率稳定为170％的纤维素接枝共聚甲基丙烯酸缩水甘油酯，再用乙二胺进行环氧开环，进而引入伯胺基团。(2)以三缩四乙二醇和3,4-二羟基苯甲酸乙酯为原料合成4-乙氧羰基苯并-15-冠-5，再通过水解、酸化制得羧基苯并冠醚，再经过酰氯化后制得酰氯基苯并冠醚。(3)将(2)中的蒸干溶剂后直接与(1)中产物反应，实现了冠醚对纤维素的负载。2.一种对重金属吸附作用的新型冠醚改性纤维素吸附剂用于吸附水中重金属铜离子，以达到除去废水中所含的重金属离子或者降低水中的有毒金属离子浓度的目的。吸附试验一种对重金属吸附作用的新型冠醚改性纤维素吸附剂的吸附性能研究试验1实验材料1.1实验试剂：试剂名称CAS号规格生产厂家乙烯二胺107-15-3分析纯阿拉丁四乙烯五胺112-57-2分析纯阿拉丁微晶纤维素9004-34-6试剂级阿拉丁甲基丙烯酸缩水甘油酯106-91-2分析纯阿拉丁丙酮67-64-1分析纯铁塔试剂公司二氯甲烷79-09-2分析纯天津市兴复科技发展有限公司三氯甲烷67-66-3分析纯烟台双双化工有限公司N,N-二甲基甲酰胺68-12-2分析纯天津瑞金特化学品有限公司过氧化苯甲酰94-36-0分析纯阿拉丁无水乙醇64-17-5分析纯天津化学试剂三厂三缩四乙二醇112-60-7分析纯阿拉丁四氢呋喃109-99-9分析纯天津市科密欧化学试剂有限公司对甲基苯磺酰氯98-59-9分析纯国药集团化学试剂有限公司3,4-二羟基苯甲酸乙酯3943-89-3分析纯萨恩化学技术(上海)有限公司碳酸钾584-08-7分析纯烟台双双化工有限公司去离子水7732-18-5电阻率＞12MΩ海洋学院自制盐酸7647-01-0分析纯北京化工厂氢氧化钠1310-73-2分析纯三合化学试剂有限公司硅胶(200-300目)68909-20-6分析纯烟台双双化工有限公司1.2实验仪器仪器名称仪器型号仪器厂家分析天平FA2001N上海民桥精密科学仪器有限公司集热式恒温加热磁力搅拌器DF-101S郑州长城科工贸有限公司旋片真空泵2XZ-4上海玉龙真空泵有限公司旋转蒸发仪RE-3000上海亚荣生化仪器厂低温冷却液循环泵DLSB-5/20郑州长城科工贸有限公司真空干燥箱DZF-6050上海博讯实业有限公司医疗设备玻璃仪器气流干燥器KQB厂巩义市英峪予华仪器厂红外(FT-IR)光谱仪Vertex70德国Bruker公司热失重/差热分析仪DiamondTG/DTG美国PerkinElmer公司电热恒温鼓风干燥箱DHG-9123A上海一恒科技有限公司2方法2.1静态吸附实验方法称取50mg吸附剂，配置30mL一定浓度的重金属水溶液于100mL锥形瓶中，转速150rpm、温度28℃恒温摇床，重金属离子溶液初始pH值用0.1molL-1HNO3溶液和0.1molL-1NaOH溶液调到实验所需pH，一定间隔时间t(min)取样，有序多次取样后，测定样品重金属离子浓度，并计算qt(mgg-1)。重复三次试验，取所测数据的平均值，并且所测数据的相对标准偏差要小于3％。2.2静态吸附动力学模型研究采用Origin8.0软件对数据进行动力学方程拟合，得出拟合出的曲线方差R2，进而确定其吸附动力学模型。2.3动态吸附实验方法选择内径为5mm的玻璃色谱柱，底部用脱脂棉或石英砂铺平，装入100mg的吸附剂，配置已知固定浓度的重金属溶液，随后使重金属溶液流过装有吸附剂填料的柱子。一定时间间隔监测流出液中重金属离子浓度，直到流出液浓度与初始溶液浓度相同时，则认为吸附剂已达到最大饱和吸附。然后用0.1molL-1HCl对重金属离子进行洗脱，有序收集一定量的多管洗脱液，对洗脱液进行稀释后测定其中重金属离子的浓度，计算动态吸附过程中吸附剂对重金属离子的最大吸附容量。重复三次试验，取所测数据的平均值，并且所测数据的相对标准偏差要小于3％。2.4冠醚改性纤维素吸附剂再生性能研究在已完成的动态饱和吸附实验的基础上，以0.1molL-1稀HCl为洗脱液，做吸附-解吸附循环，循环过程共三次，计算第三次吸附-解吸附循环后，吸附剂的最大吸附容量qm。重复三次试验，取所测数据的平均值，并且所测数据的相对标准偏差要小于3％。3结果3.1对Cu(Ⅱ)的吸附动力学研究通过对即时吸附容量与吸附时间的动态变化关系图，并经动力学方程拟合后，可知吸附剂对铜离子的吸附更符合准一级动力学模型。动力学方程拟合参数，见表1。表1Cu(Ⅱ)吸附的两种动力学模型参数3.2吸附剂Cell-g-PGMA-EDA-CROWN最大吸附容量的测定Cell-g-PGMA-EDA-CROWN对Cu(Ⅱ)进行动态吸附性能研究，经过计算得出，其对Cu(Ⅱ)的最大动态吸附容量本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种对重金属铜离子有吸附作用的新型冠醚改性纤维素吸附剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：（1）在纤维素表面进行接枝聚合反应，用BPO引发成功接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯后，制得接枝率稳定为170%的纤维素接枝共聚甲基丙烯酸缩水甘油酯，再用乙二胺进行环氧开环，进而引入伯胺基团；（2）以三缩四乙二醇和3,4‑二羟基苯甲酸乙酯为原料合成4‑乙氧羰基苯并‑15‑冠‑5，再通过水解、酸化制得羧基苯并冠醚，再经过酰氯化后制得酰氯基苯并冠醚；（3）将（2）中的蒸干溶剂后直接与（1）中产物反应，实现了冠醚对纤维素的负载。

【技术特征摘要】
1.一种对重金属铜离子有吸附作用的新型冠醚改性纤维素吸附剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：(1)在纤维素表面进行接枝聚合反应，用BPO引发成功接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯后，制得接枝率稳定为170％的纤维素接枝共聚甲基丙烯酸缩水甘油酯，再用乙二胺进行环氧开环，进而引入伯胺基团；(2)以三缩四乙二醇和3,4-二羟基苯甲酸乙...

【专利技术属性】
技术研发人员：马庆林，刘贺，孟凡君，柏铭，闫继龙，高雪川，贾秋瑾，
申请(专利权)人：山东大学威海，
类型：发明
国别省市：山东;37