一种二硫代氨基甲酸基功能化木质素微球的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种二硫代氨基甲酸基功能化木质素微球的制备方法：(1)分散相溶液的配制；(2)连续相溶液的配制；(3)油包水木质素液滴的配制；(4)木质素单分散液滴加热合成微球；(5)将步骤(4)所得二硫代氨基甲酸基功能化木质素微球加入质量浓度15～35％的二硫化碳有机溶剂溶液中，反应。本发明专利技术方法制备所得二硫代氨基甲酸基功能化木质素微球，对废水中镉离子的吸附量可达89.7mg/g，是碱木质素的9倍；其次，与普通的木质素吸附剂相比，不仅具有均匀的粒径尺寸和可控的形貌，而且具有良好的机械性能，能承受水力冲击。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种木质素微球的制备方法，特别涉及一种二硫代氨基甲酸基功能化木质素微球的制备方法。
技术介绍
随着人类社会的日益发展，越来越多的有害物质被排放到环境中，尤其是工业生产中的铬、镍、铜、锌、镉、铅、汞等多种重金属离子，对江河湖海造成严重的污染。含有重金属离子的工业废水对地表水、地下水和土壤造成严重的污染，并进一步通过食物链的传递和富集进入人体，导致癌变、畸型等，严重危害人体健康。目前常见的废水处理方法，如中和法、还原法、膜分离法、沉淀法等，面临着单次处理量小、处理周期长、处理效果欠佳、处理成本高昂、存在二次污染等问题。而吸附法，利用各种各样的吸附剂，对废水中重金属离子进行物理和化学吸附，具有操作简单、效率高、处理周期短、操作费用低、对环境无二次污染、且可回收利用等特点，越来越受到欢迎。木质素是一种优良的天然高分子材料，具有良好的生物相容性、降解性，环保无毒。其表面具有大量的羧基和羟基，不仅可以与重金属离子形成金属络合物，从而吸附重金属离子，同时也可以吸附有机大分子物质。专利104437396A公开了一种木质素胺微球的制备，但是由于采取传统的乳液聚合制备方法，所制得的微球存在粒径大小不一，分布范围宽，机械强度差，形貌可控性差等不足，大大降低了其实际应用性能。公开于该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种二硫代氨基甲酸基功能化木质素微球的制备方法，从而克服现有制备木质素微球工艺复杂，且制备得到的木质素微球粒径大小不均一、分布宽、缺乏有效的功能基团、形貌可控性差、吸附效果差等缺点。为实现上述目的，本专利技术提供的技术方案如下：一种二硫代氨基甲酸基功能化木质素微球的制备方法，包含以下操作步骤：(1)分散相溶液的配制：向质量百分数为5～30％的木质素溶液中加入5～10％交联剂和2～15％调节剂，混合均匀作为分散相溶液Ⅰ，其中，加入的交联剂占所得分散相溶液Ⅰ质量的5～10％，加入的调节剂占所得分散相溶液Ⅰ质量的2～15％；将有机胺化合物溶于水中配制成质量浓度为5～25％的溶液作为分散相溶液Ⅱ；(2)连续相溶液的配制：将表面活性剂加入到有机溶剂中，混合，配制成含表面活性剂质量百分比浓度为1～10％的有机溶液作为连续相溶液；(3)油包水木质素液滴的配制：将步骤(1)配制所得分散相溶液Ⅰ和分散相溶液Ⅱ分别从平行排列的管径为50～200μm的内毛细管Ⅰ和管径为30～200μm的内毛细管Ⅱ同向流入聚焦流微通道反应器中，同时，步骤(2)配制所得连续相溶液从管径为1000μm的外毛细管和管径为150～800μm的收集管管间通道逆向流入聚焦流微通道反应器中，控制分散相溶液流速为0.1～5mL/h，连续相溶液流速为10～55mL/h，经连续相的剪切，形成油含有双液滴的油包水复合体系，在流体流动的过程中，由于流体的剪切、扰动、挤压等作用，双液滴不断接触、碰撞，逐渐聚并成一个液滴，在连续的流动相中形成单分散木质素有机胺化合物混合液滴，再经收集管流出；(4)木质素单分散液滴加热合成微球：在聚焦流微通道反应器的出料端连接收集容器，收集步骤(3)形成的木质素硫胺化合物混合液滴，保持温度为55～95℃固化反应2～12h，形成二硫代氨基甲酸基功能化木质素微球；(5)将二硫化碳溶于有机溶剂形成质量浓度为15～35％的二硫化碳有机溶液，再将步骤(4)所得二硫代氨基甲酸基功能化木质素微球加入质量浓度15～35％的二硫化碳有机溶剂溶液中，在20～45℃下反应2～8h。其中，还包括步骤(6)，即将步骤(5)反应所得物质进行过滤或离心分离，依次进行洗涤、干燥，即得二硫代氨基甲酸基功能化木质素微球；其中，洗涤为采用乙醇进行洗涤；其中，干燥为在温度为50～80℃下真空干燥10～20h。其中，所述的二硫代氨基甲酸基功能化木质素微球的粒径为80～600μm。其中，步骤(1)质量百分数为5～30％的木质素溶液为木质素溶于水中配制成质量百分数为5～30％的木质素水溶液。其中，所述的木质素为碱木质素、水解木质素、乙醇木质素或木质素磺酸盐中的一种。其中，步骤(1)中所述的有机胺化合物为二乙烯三胺、三乙烯四胺、乙二胺、聚乙烯亚胺、十二胺或十八胺中的一种或几种。其中，步骤(1)中所述的交联剂为戊二醛、乙醛、乙二醛或环氧丙烷中的一种；所述的调节剂为聚乙二醇、聚乙烯醇、羧甲基纤维素钠或水溶性淀粉中的一种。其中，步骤(2)中所述的表面活性剂为Span80、SDS、DC0749、Tween80、Span60或Tween20中的一种或一种以上的组合；其中，步骤(2)和步骤(5)中所述的有机溶剂为液态石蜡、正己烷、十二烷或十六烷中的一种。按照上述方法制备所得二硫代氨基甲酸基功能化木质素微球可作为重金属吸附剂。微液滴是一种操控微小体积液体的技术，其原理为：将两种互不相溶的液体，以其中的一种为连续相，另一种为分散相，连续相和分散相分别由不同入口进入芯片，在微通道中，分散相在剪切力的作用下被连续相剪切为一系列离散的粒径均匀的微液滴。与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：本专利技术方法制备所得二硫代氨基甲酸基功能化木质素微球，对废水中镉离子的吸附量可达89.7mg/g，是碱木质素的9倍；其次，与普通的木质素吸附剂相比，不仅具有均匀的粒径尺寸和可控的形貌，而且具有良好的机械性能，能承受水力冲击，加上引入的官能团二硫代氨基甲酸基，对二价重金属离子有显著的吸附性能，同时兼具无二次污染、可重复利用、环保无毒等特点；进一步的，本专利技术方法操作简洁、成本低廉，所得产品能够高效地处理重金属离子废水，为重金属废水处理提供了一种高效简便的方法，具有良好的工业化应用前景。具体实施方式下面结合具体实施方式进行详细描述，但应当理解本专利技术的保护范围并不受具体实施方式的限制。实施例1一种二硫代氨基甲酸基功能化木质素微球的制备方法，操作步骤如下：(1)分散相溶液的配制：碱木质素溶于水中配制成质量百分数为5％的碱木质素水溶液，然后加入交联剂戊二醛和调节剂聚乙二醇，混合均匀作为分散相溶液Ⅰ，其中，加入的交联剂戊二醛占所得分散相溶液Ⅰ质量的5％，加入的调节剂聚乙二醇占所得分散相溶液Ⅰ质量的2％；将有机胺化合物二乙烯三胺溶于水中配制成质量浓度为5％的溶液作为分散相溶液Ⅱ；(2)连续相溶液的配制：将表面活性剂Span80加入到有机溶剂液态石蜡中，混合，配制成含表面活性剂质量百分比浓度为1％的有机溶液作为连续相溶液；(3)油包水木质素液滴的配制：将步骤(1)配制所得分散相溶液Ⅰ和分散相溶液Ⅱ分别从平行排列的管径为50μm的内毛细管Ⅰ和管径为30μm的内毛细管Ⅱ同向流入聚焦流微通道反应器中，同时，步骤(2)配制所得连续相溶液从管径为1000μm的外毛细管和管径为150μm的收集管管间通道逆向流入聚焦流微通道反应器中，控制分散相溶液流速为0.1mL/h，连续相溶液流速为55mL/h，经连续相的剪切，形成油含有双液滴的油包水复合体系，在流体流动的过程中，由于流体的剪切、扰动、挤压等作用，双液滴不断接触、碰撞，逐渐聚并成一个液滴，在连续的流动相中形成单分散木质素有机胺化合物混合液滴，再本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种二硫代氨基甲酸基功能化木质素微球的制备方法，其特征在于，包含以下操作步骤：(1)分散相溶液的配制：向质量百分数为5～30％的木质素溶液中加入5～10％交联剂和2～15％调节剂，混合作为分散相溶液Ⅰ，其中，加入的交联剂占所得分散相溶液Ⅰ质量的5～10％，加入的调节剂占所得分散相溶液Ⅰ质量的2～15％；将有机胺化合物溶于水中配制成质量浓度为5～25％的溶液作为分散相溶液Ⅱ；(2)连续相溶液的配制：将表面活性剂加入到有机溶剂中，混合，配制成含表面活性剂质量百分比浓度为1～10％的有机溶液作为连续相溶液；(3)油包水木质素液滴的配制：将步骤(1)配制所得分散相溶液Ⅰ和分散相溶液Ⅱ分别从平行排列的管径为50～200μm的内毛细管Ⅰ和管径为30～200μm的内毛细管Ⅱ同向流入聚焦流微通道反应器中，同时，步骤(2)配制所得连续相溶液从管径为1000μm的外毛细管和管径为150～800μm的收集管管间通道逆向流入聚焦流微通道反应器中，控制分散相溶液流速为0.1～5mL/h，连续相溶液流速为10～55mL/h，形成单分散木质素有机胺化合物混合液滴；(4)木质素单分散液滴加热合成微球：步骤(3)形成的木质素硫胺化合物混合液滴，保持温度为55～95℃固化反应2～12h，形成二硫代氨基甲酸基功能化木质素微球；(5)将二硫化碳溶于有机溶剂形成质量浓度为15～35％的二硫化碳有机溶液，再将步骤(4)所得二硫代氨基甲酸基功能化木质素微球加入质量浓度15～35％的二硫化碳有机溶剂溶液中，在20～45℃下反应2～8h。...

【技术特征摘要】
1.一种二硫代氨基甲酸基功能化木质素微球的制备方法，其特征在于，包含以下操作步骤：(1)分散相溶液的配制：向质量百分数为5～30％的木质素溶液中加入5～10％交联剂和2～15％调节剂，混合作为分散相溶液Ⅰ，其中，加入的交联剂占所得分散相溶液Ⅰ质量的5～10％，加入的调节剂占所得分散相溶液Ⅰ质量的2～15％；将有机胺化合物溶于水中配制成质量浓度为5～25％的溶液作为分散相溶液Ⅱ；(2)连续相溶液的配制：将表面活性剂加入到有机溶剂中，混合，配制成含表面活性剂质量百分比浓度为1～10％的有机溶液作为连续相溶液；(3)油包水木质素液滴的配制：将步骤(1)配制所得分散相溶液Ⅰ和分散相溶液Ⅱ分别从平行排列的管径为50～200μm的内毛细管Ⅰ和管径为30～200μm的内毛细管Ⅱ同向流入聚焦流微通道反应器中，同时，步骤(2)配制所得连续相溶液从管径为1000μm的外毛细管和管径为150～800μm的收集管管间通道逆向流入聚焦流微通道反应器中，控制分散相溶液流速为0.1～5mL/h，连续相溶液流速为10～55mL/h，形成单分散木质素有机胺化合物混合液滴；(4)木质素单分散液滴加热合成微球：步骤(3)形成的木质素硫胺化合物混合液滴，保持温度为55～95℃固化反应2～12h，形成二硫代氨基甲酸基功能化木质素微球；(5)将二硫化碳溶于有机溶剂形成质量浓度为15～35％的二硫化碳有机溶液，再将步骤(4)所得二硫代氨基甲酸基功能化木质素微球加入质量浓度15～35％的二硫化碳有机溶剂溶液中，在20～45℃下反应2～8h。2.根据权利要求1所述二硫代氨基甲酸基功能化木质素微球的制备方法，其特征在于：还包括步骤(6)，即将步骤(5)反应所得物质进行过...

【专利技术属性】
技术研发人员：葛圆圆，李志礼，覃理，
申请(专利权)人：广西大学，
类型：发明
国别省市：广西;45