一种磺胺甲恶唑改性香蕉纤维吸附剂的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种磺胺甲恶唑改性香蕉纤维吸附剂的制备方法，其特征在于，首先采用盐酸和双氧水对香蕉纤维进行预处理，得到预处理香蕉纤维；再采用环氧溴丙烷对预处理香蕉纤维进行环氧化处理，最后在反应器中，按如下组成质量百分比加入，稀碱溶液：80~84%，磺胺甲恶唑：3~6%，搅拌溶解，加入环氧香蕉纤维：12~16%，各组分质量百分比之和为百分之百，温度升至40±2℃恒温，搅拌反应3 h，反应完毕后，固液分离，用去离子水洗涤，干燥，得到磺胺甲恶唑改性香蕉纤维吸附剂。该吸附剂对砷具有很高的吸附容量，既成本低又绿色环保，又具有磁性，机械强度高，可反复使用10次以上，吸附剂容易分离。

Preparation method of sulfamethoxazole modified banana fiber adsorbent

The invention discloses a preparation method of a sulfamethoxazole modified banana fiber adsorbent, which is characterized in that the banana fiber is first pretreated with hydrochloric acid and hydrogen peroxide to obtain the pretreated banana fiber, and then the pretreated banana fiber is epoxidized with epoxy bromopropane, and finally in the reactor, as follows: The following components are added: dilute alkali solution: 80-84%, sulfamethoxazole: 3-6%, stirring and dissolving, adding epoxy banana fiber: 12-16%, the mass percentage of each component is 100%, the temperature rises to 40 2, stirring reaction 3 hours, after the reaction, solid-liquid separation, washing with deionized water, drying, get The adsorbent was modified by sulfamethoxazole. The adsorbent has high adsorption capacity for arsenic, low cost, green environmental protection, magnetic, high mechanical strength, can be reused more than 10 times, adsorbent is easy to separate.

【技术实现步骤摘要】
一种磺胺甲恶唑改性香蕉纤维吸附剂的制备方法
本专利技术涉及一种生物吸附剂的制备方法，特别涉及一种磺胺甲恶唑改性香蕉纤维吸附剂的制备方法及对砷吸附分离的应用技术，属于吸附材料领域。
技术介绍
香蕉纤维是利用香蕉茎杆为原料，主要是由纤维素、半纤维素和木质素组成，化学脱胶后的纤维可用于棉纺。采用生物酶和化学氧化联合处理工艺处理，经过干燥、精练、解纤而制成的纤维，其具有质量轻、光泽好、吸水性高、抗菌性强、易降解且环保等功能。随着生态组织理念在全球范围内影响，绿色消费已成为纺织消费的主导模式。香蕉纤维作为一种源于绿色植物的新型天然纤维，其具有的一系列其它纤维无法比拟的优点，使之成为一种十分具有竞争力的新型春夏季服装面料和高透气性纺织用料，业内专家将香蕉纤维服装面料誉为“二十一世纪最具有发展前景的纺织健康面料。香蕉是人们喜爱的水果之一。世界上栽培香蕉的国家有130个，以中美洲产量最多，其次是亚洲。香蕉茎杆仅中国每年就有超过200万吨被丢弃，造成了资源的极大浪费。然而，近几年香蕉茎杆已经不再被丢弃，利用香蕉茎杆提取纺织用纤维（香蕉纤维）成为热点话题。砷污染是指由砷或其化合物所引起的环境污染。砷和含砷金属的开采、冶炼，用砷或砷化合物作原料的玻璃、颜料、原药、纸张的生产以及煤的燃烧等过程，都可产生含砷废水、废气和废渣，对环境造成污染。含砷废水、农药及烟尘都会污染土壤。砷在土壤中累积并由此进入农作物组织中。砷和砷化物一般可通过水、大气和食物等途径进入人体，造成危害。元素砷的毒性极低，砷化物均有毒性，三价砷化合物比其他砷化合物毒性更强。砷的摄取会导致皮肤癌、肺癌、肝癌、肾癌、膀胱癌等，还会引起高血压及心血管疾病。因此，世界卫生组织（WHO）规定饮用水中的砷含量不得高于0.01mg/L。纤维素是世界上最丰富的可再生资源，不仅廉价，还富含羟基，可以通过多种化学反应（例如酯化、醚化、接枝）来改性，若能在纤维素纤维表面修饰氨基、磺酸基，砷（Ⅲ，Ⅴ）离子均可以被吸附，从而去除水体中的各种形态的砷。吸附剂利用其丰富的结构、比表面积加之通过表面各种活性基团与吸附质的相互作用，从液相中萃取出污染物，从而达到水质净化的作用。其中，吸附法与其他工艺相比优势在于能够处理生物法难以处理的金属离子、难降解有机物及一些阴离子污染物。本申请将天然高分子的香蕉纤维采用磺胺甲恶唑改性，改性后的吸附剂对砷（Ⅲ，Ⅴ）进行吸附分离，吸附剂具有天然高分子特性，同时还具有特殊活性基团的选择性。
技术实现思路
本专利技术的目的之一是提供一种磺胺甲恶唑改性香蕉纤维吸附剂的制备方法，获取的磺胺甲恶唑改性香蕉纤维吸附剂对水体系中砷的进行吸附分离。本专利技术的目的通过以下技术方案实现。一种磺胺甲恶唑改性香蕉纤维吸附剂的制备方法，其特征在于，该方法具有以下工艺步骤：（1）香蕉纤维预处理：在反应器中，按如下组成质量百分比加入，6mol/LHCl：76~80%，质量百分浓度为30%双氧水：6~12%，混匀，再加入香蕉纤维：12~16%，各组分质量百分比之和为百分之百，室温浸泡6h，再煮沸20min，冷却后用去离子水洗涤至中性，固液分离，将固体在放入含有质量体积百分浓度10%异丙醇溶液中，固液比为1g：15~20mL，室温浸泡4h，固液分离，水洗至中性，干燥，得到预处理香蕉纤维；（2）环氧香蕉纤维制备：反应器中，按如下组成质量百分比加入，无水乙醇：64~68%，环氧溴丙烷：18~22%，预处理香蕉纤维：12~16%，各组分质量百分比之和为百分之百，密封好，温度升至45±2℃恒温，恒温反应8h，取出冷至室温，固液分离，用乙醇洗涤，干燥，得到环氧香蕉纤维；（3）磺胺甲恶唑改性香蕉纤维吸附剂的制备：在反应器中，按如下组成质量百分比加入，稀碱溶液：80~84%，磺胺甲恶唑：3~6%，搅拌溶解，加入环氧香蕉纤维：12~16%，各组分质量百分比之和为百分之百，温度升至40±2℃恒温，搅拌反应3h，反应完毕后，固液分离，用去离子水洗涤，干燥，得到磺胺甲恶唑改性香蕉纤维吸附剂。在步骤（1）所述的香蕉纤维粉碎，粒径在200~250μm的粉体。在步骤（3）所述的稀碱溶液为0.5~0.8mol/LNaOH或1.0~1.5mol/LNaCO3水溶液。在步骤（3）所述的磺胺甲恶唑的有效成分不低于95%。本专利技术的另一目的是提供一种磺胺甲恶唑改性香蕉纤维吸附剂对水体系中对砷的吸附，特点为：将制备好的一种磺胺甲恶唑改性香蕉纤维吸附剂用去离子水浸泡6h，按静态法吸附。将制备好的一种磺胺甲恶唑改性香蕉纤维吸附剂用去离子水浸泡6h，按动态法吸附。本专利技术与现有技术比较，具有如下优点及有益效果：（1）本专利技术获得的磺胺甲恶唑改性香蕉纤维吸附剂具有良好的物理化学稳定性和优异的机械强度，由于其多孔，比表面积大，质轻，连接活性基团的位点多，吸附容量大，对砷最大吸附容量达178.32mg/g，耐磨可反复使用次数可达10次以上，吸附的速度快，吸附选择好，解吸性能好，能够在较宽的酸碱范围内使用。（2）本专利技术获得的磺胺甲恶唑改性香蕉纤维吸附剂既具有固相载体材料的优点，也解决了活性基团应用到水环境中的流失问题，本申请制备的吸附剂同时含有磺酸基和氨基，可以同时吸附三价和五价的砷。（3）稳定性好，是天然绿色产品，再生材料，废弃物可生物降解，其来源广泛，价格低廉，对环境水的污染修复等方面有现实意义，减轻环保压力；合成的过程要求的条件容易控制，能耗低，操作简单，属于清洁生产工艺，易于工业化生产。具体实施方式实施例1（1）香蕉纤维预处理：在反应器中，分别加入，6mol/LHCl：78mL，质量百分浓度为30%双氧水：10mL，混匀，再加入香蕉纤维：12g，室温浸泡6h，再煮沸20min，冷却后用去离子水洗涤至中性，固液分离，将固体在放入210mL含有质量体积百分浓度10%异丙醇溶液中，室温浸泡4h，固液分离，水洗至中性，干燥，得到预处理香蕉纤维；（2）环氧香蕉纤维制备：反应器中，分别加入，无水乙醇：84mL，环氧溴丙烷：14mL，预处理香蕉纤维：14g，密封好，温度升至45±2℃恒温，恒温反应8h，取出冷至室温，固液分离，用乙醇洗涤，干燥，得到环氧香蕉纤维；（3）磺胺甲恶唑改性香蕉纤维吸附剂的制备：在反应器中，分别加入，稀碱溶液：82mL，磺胺甲恶唑：4g，搅拌溶解，加入环氧香蕉纤维：14g，温度升至40±2℃恒温，搅拌反应3h，反应完毕后，固液分离，用去离子水洗涤，干燥，得到磺胺甲恶唑改性香蕉纤维吸附剂。实施例2（1）香蕉纤维预处理：在反应器中，分别加入，6mol/LHCl：76mL，质量百分浓度为30%双氧水：8mL，混匀，再加入香蕉纤维：16g，室温浸泡6h，再煮沸20min，冷却后用去离子水洗涤至中性，固液分离，将固体在放入290mL含有质量体积百分浓度10%异丙醇溶液中，室温浸泡4h，固液分离，水洗至中性，干燥，得到预处理香蕉纤维；（2）环氧香蕉纤维制备：反应器中，分别加入，无水乙醇：81mL，环氧溴丙烷：15mL，预处理香蕉纤维：15g，密封好，温度升至45±2℃恒温，恒温反应8h，取出冷至室温，固液分离，用乙醇洗涤，干燥，得到环氧香蕉纤维；（3）磺胺甲恶唑改性香蕉纤维吸附剂的制备：在反应器中，分别加入，稀碱溶液：84mL，磺胺甲恶唑：3g，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种磺胺甲恶唑改性香蕉纤维吸附剂的制备方法，其特征在于，该方法具有以下工艺步骤：（1）香蕉纤维预处理：在反应器中，按如下组成质量百分比加入，6mol/LHCl：76~80%，质量百分浓度为30%双氧水：6~12%，混匀，再加入香蕉纤维：12~16%，各组分质量百分比之和为百分之百，室温浸泡6 h，再煮沸20min，冷却后用去离子水洗涤至中性，固液分离，将固体在放入含有质量体积百分浓度10%异丙醇溶液中，固液比为1g：15~20mL，室温浸泡4 h，固液分离，水洗至中性，干燥，得到预处理香蕉纤维；（2）环氧香蕉纤维制备：反应器中，按如下组成质量百分比加入，无水乙醇：64~68%，环氧溴丙烷：18~22%，预处理香蕉纤维：12~16%，各组分质量百分比之和为百分之百，密封好，温度升至45±2℃恒温，恒温反应8 h，取出冷至室温，固液分离，用乙醇洗涤，干燥，得到环氧香蕉纤维；（3）磺胺甲恶唑改性香蕉纤维吸附剂的制备：在反应器中，按如下组成质量百分比加入，稀碱溶液：80~84%，磺胺甲恶唑：3~6%，搅拌溶解，加入环氧香蕉纤维：12~16%，各组分质量百分比之和为百分之百，温度升至40±2℃恒温，搅拌反应3 h，反应完毕后，固液分离，用去离子水洗涤，干燥，得到磺胺甲恶唑改性香蕉纤维吸附剂。...

【技术特征摘要】
1.一种磺胺甲恶唑改性香蕉纤维吸附剂的制备方法，其特征在于，该方法具有以下工艺步骤：（1）香蕉纤维预处理：在反应器中，按如下组成质量百分比加入，6mol/LHCl：76~80%，质量百分浓度为30%双氧水：6~12%，混匀，再加入香蕉纤维：12~16%，各组分质量百分比之和为百分之百，室温浸泡6h，再煮沸20min，冷却后用去离子水洗涤至中性，固液分离，将固体在放入含有质量体积百分浓度10%异丙醇溶液中，固液比为1g：15~20mL，室温浸泡4h，固液分离，水洗至中性，干燥，得到预处理香蕉纤维；（2）环氧香蕉纤维制备：反应器中，按如下组成质量百分比加入，无水乙醇：64~68%，环氧溴丙烷：18~22%，预处理香蕉纤维：12~16%，各组分质量百分比之和为百分之百，密封好，温度升至45±2℃恒温，恒温反应8h，取出冷至室温，固液分离，用乙醇洗涤，干燥，得到环氧香蕉纤维；（3）磺胺甲恶唑改性香蕉纤维吸附剂的制备：在反应器中...

【专利技术属性】
技术研发人员：李慧芝，张卫民，张瑾，
申请(专利权)人：济南大学，
类型：发明
国别省市：山东,37