一种竹浆纤维素基絮凝脱色复合功能材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种竹浆纤维素基絮凝脱色复合功能材料及其制备方法。采用方法的要点是将竹浆浆板经过剪断、水洗、干燥、粉碎处理粉化纤维素，采用氢氧化钠和尿素冷冻溶液溶解纤维素粉末，加入引发剂，与聚丙烯酰胺接枝聚合，再加入活性炭进行充分混合，制备出一种絮凝脱色复合功能材料。本发明专利技术在制备絮凝脱色材料的过程中加入了活性炭，保证良好絮凝效果的同时，提高了材料的脱色能力，增强了脱色和絮凝同时达到效果的复合功能，能够部分简化工厂中先絮凝后脱色的处理工序，达到固体悬浮物与溶解性污染物一步脱除的效果，降低处理成本，提高经济效益，同时还可拓展竹浆纤维的应用领域，提高产品附加值，增大絮凝脱色产品的应用范围。

Bamboo pulp cellulose based flocculating decolorizing composite functional material and preparation method thereof

The invention discloses a bamboo pulp cellulose based flocculation and decolorization composite functional material and a preparation method thereof. The essentials of using method is bamboo pulp board after cutting, washing, drying and grinding processing of cellulose powder, sodium hydroxide and urea solution frozen cellulose powder, adding initiator, polymerization and graft polyacrylamide, adding activated carbon for mixing and preparing a flocculation composite functional material. The preparation process of the invention is flocculation is added in the material in the production of activated carbon, ensure good flocculation effect at the same time, improve the decolorization ability of materials, enhance the composite function at the same time the effect of decolorization and flocculation, can simplify the plant in the first flocculation postprocessing decolorization work order, achieve the suspended solids and dissolved pollutants one step removing effect, reduce processing costs, improve economic efficiency, but also can expand the application field of bamboo fiber, improve the added value of the products, the scope of application of increasing flocculation products.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于高分子材料
，特别是涉及一种竹浆纤维素基絮凝脱色复合功能材料及其制备方法。
技术介绍
絮凝技术是目前国内外用于提高废水处理效率的一种既经济又简便的水处理技术，已经被广泛应用于给水及饮用水处理、工业废水处理和食品发酵工业等领域。絮凝剂在用水与废水处理和生产过程的固液分离中占有重要的地位，絮凝剂的选择与使用直接关系絮凝效果的优劣。近些年，随着人们对更加环境友好和可持续发展要求，天然高分子絮凝剂受到越来越多的关注。然而目前，在有机高分子絮凝脱色领域，絮凝剂不能兼顾絮凝与脱色两种功效，且存在对环境二次污染和污泥降解困难等问题。在絮凝脱色材料的制备领域，中国专利(CN101307119B)“一种两性型壳聚糖絮凝剂的制备方法”将壳聚糖溶解在丙烯酸的水溶液中，丙烯酸溶液的质量百分浓度为0.1-1％，配制成壳聚糖的质量百分浓度为1-3％的溶液，在得到的溶液中加入硝酸铈铵引发剂，再加入丙烯酰胺，丙烯酰胺与壳聚糖的质量比为1:1-8:1，在45-65℃反应2-4小时，制备得到两性型壳聚糖絮凝剂，并对其絮凝性能进行了表征；中国专利(CN105504161A)“一种阴离子型高分子絮凝剂及其制备方法”将去离子水、螯合剂、链转移剂和对丙烯酰胺苯甲酸钠加入到反应器中，并调节pH值为5-9后加入丙烯酸乙酯酸钠，通N2后加入引发剂，然后引发聚合，得到透明粘稠共聚物，冷却至室温后洗涤、干燥，得到阴离子型高分子絮凝剂，用于处理油田废水；中国专利(CN101143743B)“一种阳离子型高分子絮凝剂的制备方法”以丙烯酰胺、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、季铵化试剂、去离子水为原料，使用不同的引发剂体系，严格控制反应物浓度，在常压下水溶液聚合，并对其絮凝性能进行了表征；美国专利(US20140158633A1)“Particlesuspensionsofflocculatingpolymerpowdersandpowderflocculantpolymerblends”以聚环氧乙烷和聚丙烯酰胺制得粉末混合物絮凝剂，粉末混合物絮凝剂用于废水净化和纤维脱水；美国专利(US20150076070A1)“Advancedtreatmentmethodforbiochemicaltailwaterofcokingwastewater”以聚合硫酸铁(PFS)和聚丙烯酰胺(PAM)作为絮凝剂，用于生物处理废水的预处理，并使用氢氧化钠溶液作为用于再生纳米复合材料的解吸试剂，可广泛应用于焦化废水的先进处理和综合利用。截止目前，还未见到利用竹浆纤维素和聚丙烯酰胺作为原料，同时加入活性炭，用以制备絮凝脱色复合功能材料的相关工艺技术出现。竹浆纤维素基絮凝脱色复合功能材料采用天然竹子纤维素为骨架材料，接枝聚丙烯酰胺，加入活性炭，处理废水中微溶及可溶性污染物，絮凝沉淀，降低色度，兼顾絮凝和脱色性能，可达到废水中悬浮物与溶解性污染物的同时去除，适用于印染废水和市政废水等污水处理，具有环境和经济的重要现实意义。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术提供一种增强脱色与絮凝复合效果的竹浆纤维素基絮凝脱色复合功能材料的制备方法。为实现上述目的，本专利技术的技术方案是采用以下步骤：1)将竹浆浆板剪成块状、用微型植物粉碎机打碎，经220-320目筛网过滤，得到粒径为0.042-0.068mm的竹浆纤维素粉末；2)称取步骤1)中得到的竹浆纤维素粉末，溶于5℃预冷冻90min的氢氧化钠/尿素混合溶液中，磁力搅拌5-15min，薄膜密封放入-10--15℃的冰箱里冷冻50-80min，得到冷冻纤维素溶液；3)将步骤2)得到的冷冻纤维素溶液在磁力搅拌作用下，通入氮气60min，35-45℃加入引发剂引发30-60min，加入聚丙烯酰胺进行接枝聚合，聚丙烯酰胺与竹浆纤维素粉末的质量比为1.5-2.5:1，置于35-45℃温度中反应90-150min，得到粘稠聚合物液体；4)在步骤3)得到的粘稠聚合物液体中加入活性炭，磁力搅拌15-60min，反应体系保持35～45℃温度，得到竹浆纤维素基絮凝脱色复合功能材料。进一步的，所述步骤2)中氢氧化钠/尿素混合溶液，其中氢氧化钠和尿素的质量分数分别为5wt％和14wt％，氢氧化钠/尿素混合溶液与竹浆纤维素粉末的质量比为25-35:1。进一步的，所述步骤3)中引发剂为过硫酸钾/亚硫酸氢钠构成的氧化-还原复合引发剂，氧化-还原复合引发剂与竹浆纤维素粉末的质量比为0.1-0.3:1，氧化-还原复合引发剂中过硫酸钾与亚硫酸氢钠的质量比为1:1.5-3。进一步的，所述步骤4)中活性炭目数为10-200目，活性炭与竹浆纤维素粉末的质量比为1-3:1。与
技术介绍
相比，本专利技术具有的有益效果是：本专利技术资源化利用了我国丰富的竹子资源，在制备絮凝脱色复合功能材料过程中引入价格低廉、来源广泛的竹浆纤维，作为分子基本骨架，部分替代原有高分子材料。加入活性炭复合，处理废水中微溶及可溶性污染物，保持良好絮凝能力的同时，增强其脱色能力，实现固体悬浮物与溶解性污染物的一步脱除，降低了废水处理工段成本，适用于印染废水和市政废水的处理，具有重要的环境和经济效益。附图说明图1是实施例1制备的竹浆纤维素基絮凝脱色复合功能材料产品的数码照片：a为加入活性炭前的粘稠聚合物液体，b为加入活性炭之后的竹浆纤维素基絮凝脱色复合功能材料产品。图2是实施例1制备的竹浆纤维素基絮凝脱色复合功能材料产品絮凝脱色处理模拟染料溶液的效果照片：a为絮凝脱色处理前的模拟染料溶液照片，b为絮凝脱色处理后的模拟染料溶液照片。图3是实施例1制备的竹浆纤维素基絮凝脱色复合功能材料产品絮凝脱色处理实际印染废水的效果照片：a为絮凝脱色处理前的实际印染废水照片，b为絮凝脱色处理后的实际印染废水照片。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步说明。实施例1：1)将竹浆浆板剪成块状、用微型植物粉碎机打碎，经220目筛网过滤，得到粒径为0.068mm的竹浆纤维素粉末；2)称取步骤1)中得到的竹浆纤维素粉末，溶于5℃预冷冻90min的5％氢氧化钠/14％尿素混合溶液中，5％氢氧化钠/14％尿素混合溶液与竹浆纤维素粉末的质量比为25:1，磁力搅拌5min，薄膜密封放入-15℃的冰箱里冷冻80min，得到冷冻纤维素溶液；3)将步骤2)得到的冷冻纤维素溶液在磁力搅拌作用下，通入氮气60min，45℃加入过硫酸钾/亚硫酸氢钠复合引发剂引发30min，氧化-还原复合引发剂与竹浆纤维素粉末的质量比为0.3:1，氧化-还原复合引发剂中过硫酸钾与亚硫酸氢钠的质量比为1:1.5，加入聚丙烯酰胺进行接枝聚合，聚丙烯酰胺与竹浆纤维素粉末的质量比为1.5:1，置于45℃温度中反应150min，得到粘稠聚合物液体；4)在步骤3)得到的粘稠聚合物液体中加入200目活性炭，活性炭与竹浆纤维素粉末的质量比为1:1，磁力搅拌15min，整个反应体系温度保持45℃，得到竹浆纤维素基絮凝脱色复合功能材料(a)。实施例2：1)将竹浆浆板剪成块状、用微型植物粉碎机打碎，经280目筛网过滤，得到粒径为0.056mm的竹浆纤维素粉末；2)称取步骤1)中得到的竹浆纤维素粉末，溶于5℃预冷冻90min的5％氢氧化钠/14％尿素混合溶液中，5％氢氧化本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种竹浆纤维素基絮凝脱色复合功能材料及其制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将竹浆浆板剪成块状、用微型植物粉碎机打碎，经220‑320目筛网过滤，得到粒径为0.042‑0.068mm的竹浆纤维素粉末；2)称取步骤1)中得到的竹浆纤维素粉末，溶于5℃预冷冻90min的氢氧化钠/尿素混合溶液中，磁力搅拌5‑15min，薄膜密封放入‑10‑‑15℃的冰箱里冷冻50‑80min，得到冷冻纤维素溶液；3)将步骤2)得到的冷冻纤维素溶液在磁力搅拌作用下，通入氮气60min，35‑45℃加入引发剂引发30‑60min，加入聚丙烯酰胺进行接枝聚合，聚丙烯酰胺与竹浆纤维素粉末的质量比为1.5‑2.5:1，置于35‑45℃温度中反应90‑150min，得到粘稠聚合物液体；4)在步骤3)得到的粘稠聚合物液体中加入活性炭，磁力搅拌15‑60min，体系保持35‑45℃温度，得到竹浆纤维素基絮凝脱色复合功能材料。

【技术特征摘要】
1.一种竹浆纤维素基絮凝脱色复合功能材料及其制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将竹浆浆板剪成块状、用微型植物粉碎机打碎，经220-320目筛网过滤，得到粒径为0.042-0.068mm的竹浆纤维素粉末；2)称取步骤1)中得到的竹浆纤维素粉末，溶于5℃预冷冻90min的氢氧化钠/尿素混合溶液中，磁力搅拌5-15min，薄膜密封放入-10--15℃的冰箱里冷冻50-80min，得到冷冻纤维素溶液；3)将步骤2)得到的冷冻纤维素溶液在磁力搅拌作用下，通入氮气60min，35-45℃加入引发剂引发30-60min，加入聚丙烯酰胺进行接枝聚合，聚丙烯酰胺与竹浆纤维素粉末的质量比为1.5-2.5:1，置于35-45℃温度中反应90-150min，得到粘稠聚合物液体；4)在步骤3)得到的粘稠聚合物液体中加入活性炭，磁力搅拌15-60min，体系保持35...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚菊明，田洋名，张勇，王卫杰，
申请(专利权)人：浙江理工大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33