改性秸秆纸纤维和制备方法及其作为硝酸根吸附剂的应用技术

本发明专利技术公开了改性秸秆纸纤维和制备方法及其作为硝酸根吸附剂的应用，主要涉及吸附剂领域。通过以下方法制得：s1，将纸纤维烘干粉碎；s2，将6～15g粉碎后的纸纤维分散于80ml乙醇中，搅拌均匀得纸纤维溶液；s3，在纸纤维溶液中滴加2wt％氢氧化钠水溶液4.0ml～6.0ml和3‑氯‑2‑羟丙基三甲基氯化铵14g～20g，水浴加热并搅拌2.5～3小时；s4，用冰醋酸和氢氧化钠溶液调节体系pH值为中性；s5，抽滤得纸纤维沉淀，并依次用甲醇和乙醇充分洗涤，90℃烘干至恒重，得到季铵化微晶纸纤维。本发明专利技术的有益效果在于：制备简单、成本低廉，可以对水中的硝酸根实现有效吸附。

Modified straw paper fiber and its preparation and application as nitrate adsorbent

【技术实现步骤摘要】
改性秸秆纸纤维和制备方法及其作为硝酸根吸附剂的应用
本专利技术涉及吸附剂领域，具体是改性秸秆纸纤维和制备方法及其作为硝酸根吸附剂的应用。
技术介绍
纤维素是一种环保材料，用它做成的吸附剂有着成本低、生物相容性好、螯合基团多等诸多优点，这是其他类型吸附剂无法相比的。随着各国科学家的深入研究，它将越来越多地应用于环境保护、生物医学和生物工程等领域。纤维素是通过无水葡萄糖残基的糖苷键连接的三维结构聚合物，这是自然界最丰富的可再生资源。纤维素分子具有吸附亲和力，这是其特殊结构所决定的，纤维素分子中的亲水性羟基聚合物，是疏松多孔、比表面积大的纤维状或毛状。然而，天然纤维的吸附能力(如对水、油、和重金属的吸附)并不优越，因此，必须用化学方法对其进行修饰，使其具有更有效的吸附能力。早在20世纪50年代初，人们便开始研究纤维素和其作为吸附剂的应用。近年来，随着化工行业的快速发展，人们对纯天然化学品的需求不断增长，作为一种天然高分子材料，纤维素也越来越多地被用于吸附剂领域。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供改性秸秆纸纤维和制备方法及其作为水中硝酸根吸附剂的应用，它通过一步法制备纸纤维阴离子吸附剂，它的制备简单、成本低廉、易于实现，可以用于土壤肥效保持材料领域。本专利技术为实现上述目的，通过以下技术方案实现：改性秸秆纸纤维，通过以下方法制得：s1，将纸纤维烘干粉碎；s2，将6～15g粉碎后的纸纤维分散于80ml乙醇中，搅拌均匀得纸纤维溶液；s3，在纸纤维溶液中滴加2wt％氢氧化钠水溶液4.0ml～6.0ml和3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵14g～20g，水浴加热并搅拌2.5～3小时；s4，用冰醋酸和氢氧化钠溶液调节体系pH值为中性；s5，抽滤得纸纤维沉淀，并依次用甲醇和乙醇充分洗涤，90℃烘干至恒重，得到季铵化微晶纸纤维。进一步的，制造步骤包括：s1，将纸纤维60℃烘干12h，粉碎过筛约100目，密封保存；s2，取8g步骤S1制得的纸纤维分散于80ml以上乙醇中，可多加直至能均匀搅拌，用恒压分液漏斗缓慢滴加6.0ml2wt％NaOH水溶液和16.0g3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵，置于水浴锅中加热至45℃并搅拌，反应时间为3h；s3，在纸纤维溶液中滴加2wt％氢氧化钠水溶液4.0ml～6.0ml和3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵14g～20g，水浴加热并搅拌2.5～3小时；s4，用冰醋酸和氢氧化钠溶液调节体系pH值为中性；s5，抽滤得纸纤维沉淀，并依次用甲醇和乙醇充分洗涤，90℃烘干至恒重，得到季铵化微晶纸纤维。优选的，所述s1使用的纸纤维为选取玉米秸秆、小麦秸秆等秸秆所制的纸纤维。同时，上述改性秸秆纸纤维的制备方法也单独作为本专利技术的另一个方面。作为本专利技术的再一个方面，是上述改性秸秆纸纤维作为硝酸根吸附剂的应用，具体应用于水中硝酸根的吸附，应用时，与水相比的吸附剂用量为8g·L-1。。对比现有技术，本专利技术的有益效果在于：本专利技术通过一步法制备纸纤维阴离子吸附剂，它的制备简单、成本低廉、易于实现，可以对水中的硝酸根实现有效吸附，效果良好。附图说明附图1是本专利技术的改性纸纤维的图片。附图中所示标号：具体实施方式下面结合具体实施例，进一步阐述本专利技术。应理解，这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围。此外应理解，在阅读了本专利技术讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本专利技术作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所限定的范围。下述实施例中所涉及的仪器、试剂、材料等，若无特别说明，均为现有技术中已有的常规仪器、试剂、材料等，可通过正规商业途径获得。下述实施例中所涉及的实验方法，检测方法等，若无特别说明，均为现有技术中已有的常规实验方法，检测方法等。实施例1：制备秸秆纸纤维吸附剂选取玉米秸秆、小麦秸秆等秸秆纤维所制的纸纤维，60℃烘干12h，粉碎过筛约100目，密封保存。取8g纸纤维分散于80ml以上乙醇中，可多加直至能均匀搅拌，用恒压分液漏斗缓慢滴加6.0ml2wt％NaOH水溶液和16.0g3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵，将其置于水浴锅中加热至45℃并搅拌，控制时间为3h，反应完毕用冰醋酸和氢氧化钠溶液调节体系pH值为中性，将纸纤维抽滤，依次用甲醇和乙醇充分洗涤，90℃烘干至恒重，得到季铵化微晶纸纤维。实施例2：采用实施例1获得的改性秸秆纸纤维作为吸附剂吸附水中硝酸根的应用实践分别称取0.01g、0.05g、0.1g、0.2g、0.3g、0.5g改性后纸纤维，置于250ml带塞锥形瓶中，加入25ml10mg·L-1的硝酸根离子溶液，并在振荡器中振荡，设定转速120r·min-1，时间100min。振荡后取12.5ml清液于25ml容量瓶中，进行水样分析，随后用紫外分光光度法测定溶液吸光度，所得数据与硝酸根标准曲线对比，得出吸附后溶液硝酸根离子的浓度，随着改性纸纤维量的增加，溶液中硝酸根离子的去除率也增加。当用量为0.1g(即固液比为4g·L-1)时，去除率增加到85％，随后增长缓慢，当用量增加到0.2g(即固液比8g·L-1)时，去除率达到93％，用量继续增加，去除率基本不变。这是在增大改性纸纤维投加量之后，它也增加了其可以提供的吸附表面积，同时增加了纸纤维带来的正电荷的数量，这也增加了溶液中硝酸根离子的静电吸引力，有利于对硝酸根的吸附。考虑吸附效果及吸附剂用量后，选择0.2g(即8g·L-1)作为最佳用量。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.改性秸秆纸纤维，其特征在于，通过以下方法制得：/ns1，将纸纤维烘干粉碎；/ns2，将6～15g粉碎后的纸纤维分散于80ml乙醇中，搅拌均匀得纸纤维溶液；/ns3，在纸纤维溶液中滴加2wt％氢氧化钠水溶液4.0ml～6.0ml和3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵14g～20g，水浴加热并搅拌2.5～3小时；/ns4，用冰醋酸和氢氧化钠溶液调节体系pH值为中性；/ns5，抽滤得纸纤维沉淀，并依次用甲醇和乙醇充分洗涤，90℃烘干至恒重，得到季铵化微晶纸纤维。/n

【技术特征摘要】
1.改性秸秆纸纤维，其特征在于，通过以下方法制得：
s1，将纸纤维烘干粉碎；
s2，将6～15g粉碎后的纸纤维分散于80ml乙醇中，搅拌均匀得纸纤维溶液；
s3，在纸纤维溶液中滴加2wt％氢氧化钠水溶液4.0ml～6.0ml和3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵14g～20g，水浴加热并搅拌2.5～3小时；
s4，用冰醋酸和氢氧化钠溶液调节体系pH值为中性；
s5，抽滤得纸纤维沉淀，并依次用甲醇和乙醇充分洗涤，90℃烘干至恒重，得到季铵化微晶纸纤维。


2.根据权利要求1所述改性秸秆纸纤维，其特征在于，通过以下方法制得：
s1，将纸纤维60℃烘干12h，粉碎过筛约100目，密封保存；
s2，取8g步骤S1制得的纸纤维分散于80ml以上乙醇中，可多加直至能均匀搅拌，用恒压分液漏斗缓慢滴加6.0ml2wt％NaOH水溶液和16.0g3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵，置于水浴锅中加热至45℃并搅拌，反应时间为3h；
s3，在纸纤维溶液中滴加2wt％氢氧化钠水溶液4.0ml～6.0ml和3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵14g～20g，水浴加热并搅拌2.5～3小时；
s4，用冰醋酸和氢氧化钠溶液调节体系pH值为中性；
s5，抽滤得纸纤维沉淀，并依次用甲醇和乙醇充分洗涤，90℃烘干至恒重，得到季铵化微晶纸纤维。


3.根据权利要求1或2所述改性秸秆纸纤维，其特征在于，所述s1使用的纸纤维为选取玉米秸秆、小麦秸秆等秸秆所制的纸纤维。


4.根据权利要求1-3任一项所述改性秸秆纸纤维的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
s1，将...

【专利技术属性】
技术研发人员：马盼，吕亮，朱长华，
申请(专利权)人：济南市农业科学研究院，
类型：发明
国别省市：山东;37