The invention discloses a method for modifying cotton stalk skin microcrystalline cellulose/graphene oxide composite fiber, which belongs to the technical field of waste biomass resources reuse and the field of water resources purification and environmental protection by reducing heavy metal pollution. The invention takes cotton stalk peel microcrystalline cellulose as raw material, uses maleic anhydride to modify, uses [Bmim] Cl ionic liquid and dimethyl sulfoxide solution system to dissolve, compounds graphene oxide as filler, spins by wet spinning technology, and produces modified composite fiber with copper ion adsorption capacity of 24.38 mg/g, fiber linear density of 18.02 tex and breaking strength of 28. 25cN. The raw materials used in the invention are widely and cheap, and the preparation process is simple and convenient. The prepared modified composite fiber has good adsorption capacity for copper ions in aqueous solution.
【技术实现步骤摘要】
一种制备改性棉杆皮微晶纤维素/氧化石墨烯复合纤维的方法
本专利技术涉及一种利用棉秆皮微晶纤维素和氧化石墨烯制备改性棉杆皮微晶纤维素/氧化石墨烯复合纤维的方法。
技术介绍
我国水体重金属污染问题日益严重,重金属离子含量超标,这给人类健康和社会发展造成严重危害,因此治理重金属污染刻不容缓。因为纤维素材料具有吸附能力强、可再生、环保和价格低廉的优点,所以非常适于作吸附剂处理废水中的污染物。纤维素不仅在自然界中广泛存在,而且可以从各种农作物中获得,我国作为棉花产业大国,拥有丰富的棉秆资源,棉秆年产量达1530万吨,有棉秆皮400万吨,合理开发可以使其变废为宝。目前纤维素基吸附材料按形态分,大致有纳米纤维素材料,纤维素微球材料,纤维素膜材料这几种。与纳米材料相比,吸附纤维回收方便制备方式简单。与微球类膜类吸附材料相比,纤维外比表面大、传质距离短,具有较高的吸附选择性,而且具有吸附与解吸速度快、再生能力强、能耗低、流体阻力小等系列优点。同时其应用形式多样,可制成复丝、纱线、机织物、非织造物等,因此吸附纤维可以被广泛应用于个体呼吸性防护、气体净化、环境保护、水处理、贵金属离子的回收、药品的分离提取、生物化工、湿法冶金等领域。尽管纤维素因其结构特性,本身对重金属具有一定的吸附作用。但是研究发现直接利用天然纤维素进行物质的吸附,存在一些弊端,例如吸附容量小,选择性低等。为了增强纤维素材料对重金属离子的吸附能力,通常会通过化学或物理的方式对纤维素进行改性处理。化学处理主要依靠纤维大分子结构中的大量羟基的改性反应来完成,经过对纤维羟基改性后引入具有特定吸附性能官能团,大大提高了 ...
【技术保护点】
1.一种制备改性棉杆皮微晶纤维素/氧化石墨烯复合纤维的方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)改性:将棉杆皮微晶纤维素置于10~20wt%的碱性溶液中,在50‑70℃下搅拌1‑3小时进行碱处理,将产物用去离子水清洗、过滤后再干燥,得到碱处理过的棉杆皮微晶纤维素;将碱处理过的棉杆皮微晶纤维素加入到融化的马来酸酐中,在65℃搅拌2小时,之后滴入吡啶,升温至90℃并继续搅拌6小时,将产物用去离子水、乙醇、丙酮冲洗,过滤后再干燥,得到改性棉杆皮微晶纤维素;其中,所述的碱处理过的棉杆皮微晶纤维素与马来酸酐的质量比为1:6;所述的吡啶占碱处理过的棉杆皮微晶纤维素质量的2~4%;(2)溶解:将步骤(1)所得到的改性棉杆皮微晶纤维素,放入到融化了的[Bmim]Cl离子液体中在70~90℃的加热条件下溶解2~3小时,得到溶解液;其中,所述的改性棉杆皮微晶纤维素与离子液体的质量比为1:8~1:15;(3)复合:将氧化石墨烯分散到二甲基亚砜中,得到氧化石墨烯和二甲亚砜混合液;再将氧化石墨烯和二甲亚砜混合液加入到步骤(2)中得到的溶解液中,得到改性棉杆皮微晶纤维素复合纺丝液;其中,所述的氧化石墨烯的质量为改性棉 ...
【技术特征摘要】
1.一种制备改性棉杆皮微晶纤维素/氧化石墨烯复合纤维的方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)改性:将棉杆皮微晶纤维素置于10~20wt%的碱性溶液中,在50-70℃下搅拌1-3小时进行碱处理,将产物用去离子水清洗、过滤后再干燥,得到碱处理过的棉杆皮微晶纤维素;将碱处理过的棉杆皮微晶纤维素加入到融化的马来酸酐中,在65℃搅拌2小时,之后滴入吡啶,升温至90℃并继续搅拌6小时,将产物用去离子水、乙醇、丙酮冲洗,过滤后再干燥,得到改性棉杆皮微晶纤维素;其中,所述的碱处理过的棉杆皮微晶纤维素与马来酸酐的质量比为1:6;所述的吡啶占碱处理过的棉杆皮微晶纤维素质量的2~4%;(2)溶解:将步骤(1)所得到的改性棉杆皮微晶纤维素,放入到融化了的[Bmim]Cl离子液体中在70~90℃的加热条件下溶解2~3小时,得到溶解液;其中,所述的改性棉杆皮微晶纤维素与离子液体的质量比为1:8~1:15;(3)复合:将氧化石墨烯分散到二甲基亚砜中,得到氧化石墨烯和二甲亚砜混合液;再将氧化石墨烯和二甲亚砜混合液加入到步骤(2)中得到的溶解液中,得到改性棉杆皮微晶纤维素复合纺丝液;其中,所述的氧化石墨烯的质量为改性棉杆皮微晶纤维素质量的1~5%,二甲基亚砜的质量为改性棉杆皮微晶纤维素与离子液体总质量的75~175%;(4)脱泡:将步骤(3)中得到的改性棉杆皮微晶纤维素复合纺丝液搅拌2~3小时,再进行真空脱泡,并静置;(5)纺丝:将经过步骤(4)处理的改性棉杆皮微晶纤维素复合...
【专利技术属性】
技术研发人员:魏春艳,李阵群,吕丽华,
申请(专利权)人:大连工业大学,
类型:发明
国别省市:辽宁,21
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