一种磁性竹纤维及其制备工艺制造技术

本发明专利技术涉及一种磁性竹纤维，由下列组分按照对应重量比配制而成：四水合硫酸亚铁0.8‑1.2份，六水合三氯化铁1.4‑1.8份，80目的天然竹粉1.5‑2.5份，聚乙二醇0.8‑1.2份，乙酸钠2.5‑3.5份，乙二醇90‑92份，其中，天然竹粉由竹纤维直接烧制粉碎而成。本发明专利技术针对传统吸附材料及方法处理废水的不足之处，充分发挥农副产品与磁性吸附剂各自独特的优势，该材料具有稳定性高、制备成本低、制备原料丰富并可再生、制备方法简单方便、可回收重复利用的特点，主要表现在：主要材料为竹纤维，从竹子制备而来，原料丰富、易得、廉价、并可再生；制备方法简单方便，制备成本低廉；材料具有较好的磁导率，用磁性特性可进行回收。

【技术实现步骤摘要】
一种磁性竹纤维及其制备工艺
本专利技术涉及水污染处理修复新材料领域，尤其是一种磁性竹纤维及其制备工艺。
技术介绍
放射废水中所含有的放射性元素只能通过自然的衰变的方式达到活度较低的自然水平，并且其具有高生物毒性、热稳定、易迁移等特点。国内外对于放射性废水的处理，目前的方法主要有以下几种：离子交换法，蒸发浓缩法，膜处理法，吸附法，多种技术联合处理法。目前，吸附法是放射性废水的处理中应用最广泛，主要是运用多孔的固体材料投放到废水中，通过材料表面的性能将废水中的核素吸附在固体材料上，达到放射性核素分离去除的目的。常用于吸附剂的材料有红壤、膨润土、凹凸棒石、沸石以及废弃农作物、植物果皮等天然黏土矿物和生物材料，也有氧化石墨烯、类水滑石等人工合成的纳米材料。目前对吸附法的研究主要为开发新型吸附剂以及提高工艺水平。现有技术在水污染处理修复新材料领域，已经涉及到了磁性竹纤维基活性炭材料，磁性竹纤维的制备成本和制备工艺直接关系到了水污染处理修复新材料的投入成本。如：CN201410469525.X公开了一种由下列重量份的原料制备制成：果壳活性炭135-150、硅酸钠2-3、碳酸钠3.5-4.5、聚乙烯吡咯烷酮4-6、柠檬酸钠2-3、碳酸氢钠2-3.5、氟钛酸钾1-2、磷酸氢二钠2-3、堇青石粉10-14、铁粉芯7-9、吸附助剂4-6、水适量；将铁粉芯加入到活性炭中，使得活性炭具有磁性，增强了吸附效果，同时添加吸附助剂以及其他成分，经过处理，滤料具有多种孔道结构和大的比表面积，提高吸附效率，可以有效去除酸性或碱性或复合型挥发性有害气体。CN201710501383.4公开了一种主要由竹纤维原材料和吸附在竹纤维原材料上的铁的氧化物构成，磁性竹纤维基活性炭材料主要由铁盐、竹纤维原材料及二次蒸馏水制备而成，通过将竹纤维原材料浸泡在铁盐的水溶液中，使铁盐溶液均匀吸附在竹纤维原材料上；铁盐可以是草酸高铁铵((NH4)3Fe(C2O4)3)、水合氯化铁(FeCl3·6H2O)、柠檬酸铁铵((NH4)3Fe(C6H5O7)2)、草酸合铁酸钾(K3Fe(C2O4)3·3H2O)之中的任一种；制备原料的重量份数组成为：铁盐：0.5～10份；竹纤维原材料：1～10份；二次蒸馏水：5～100份。CN202010293461.8公开了一种改性磁性竹纤维复合吸附剂的制备方法，（1）竹纤维预处理：去离子水：74-78%，盐酸：8-12%，氯化钠：4-8%，混合均匀，加入竹纤维粉：6-10%，室温浸泡，24h，升温至80±2℃恒温、搅拌、反应60min，固液分离，去离子水洗涤，干燥，得到预处理竹纤维粉；（2）磁性竹纤维复合球制备：N,N-二甲基乙酰胺：76-80%，聚偏氟乙烯：6-8%，温度升到65±2℃恒温，搅拌溶解，羧基化四氧化三铁磁性纳米颗粒：4-6%，预处理竹纤维粉：8-12%，超声分散30min，通过喷嘴将粘稠的悬浮液体喷洒在水中固化，在水中浸泡16h，固液分离，用去离子水洗涤，干燥，得到磁性竹纤维复合球；（3）改性磁性竹纤维复合吸附剂的制备：1,4-二氧六环溶剂：83-87%，磁性竹纤维复合球：8-12%，浸泡24h，搅拌，1-（2-氨乙基）吡咯烷：4-6%，升温至50±2℃恒温反应4h，固液分离，用去离子水洗涤，放入0.4mol/LNaON溶液中浸泡12h，用水、乙醇多次洗涤，干燥，得到改性磁性竹纤维复合吸附剂。
技术实现思路
本专利技术的目的也是提供一种稳定性高、处理效果好、制备成本低、制备方法简单方便的磁性竹纤维及其制备工艺。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种磁性竹纤维，由下列组分按照对应重量比配制而成：四水合硫酸亚铁0.8-1.2份，六水合三氯化铁1.4-1.8份，80目的天然竹粉1.5-2.5份，聚乙二醇0.8-1.2份，乙酸钠2.5-3.5份，乙二醇90-92份，其中，天然竹粉由竹纤维直接烧制粉碎而成。磁性竹纤维的制备工艺，包括如下步骤：（a）按照上述各组分的配比，称取符合要求重量份的四水合硫酸亚铁，六水合三氯化铁，乙酸钠，聚乙二醇倒入盛有一定量的乙二醇溶液的烧杯中，搅拌得到混合溶液；（b）将混合溶液进行超声处理；（c）将步骤b所得溶液在一定温度下搅拌使得溶解充分；（d）称取称取符合要求重量份的80目竹粉加入步骤c所得溶液中充分搅拌；（e）将步骤d所得混合溶液倒入以聚四氟乙烯材料为内衬的不锈钢反应釜中，放入程控箱式炉中高温反应一定时间，取出反应釜，冷却至室温；（f）将步骤e所得产物用去离子水、乙醇反复洗涤，并于60℃真空干燥，得到所述磁性竹纤维材料。其中，所述步骤（a）中以聚乙二醇作为分散剂；所述步骤（a）中以乙二醇作为溶剂。进一步，所述步骤（b）中混合溶液进行超声处理15-30min；步骤（c）中，溶液在50℃以下下搅拌使得溶解充分；步骤（e）中高温温度为200℃，反应时间为6-8h。本专利技术针对传统吸附材料及方法处理废水的不足之处，充分发挥农副产品与磁性吸附剂各自独特的优势，该材料具有稳定性高、制备成本低、制备原料丰富并可再生、制备方法简单方便、可回收重复利用的特点，主要表现在：（1）主要材料为竹纤维，从竹子制备而来，原料丰富、易得、廉价、并可再生；（2)制备方法简单方便，制备成本低廉；（3)材料具有较好的磁导率，用磁性特性可进行回收。（4）对比
技术介绍
，本专利技术采用“一步法”进行制备，操作步骤大大简化；所用竹纤维可不经过预处理环节，直接烧制而成，且制备的磁性竹纤维耗时短，所用化学试剂品类少，采用溶剂热法将材料置入马弗炉中，其最高温度200℃，合成条件温和易实现，所制备的磁性竹纤维在水溶液中能轻易悬浮，对污染物去除率高；其中采用四水合硫酸亚铁和六水合三氯化铁作为磁性竹纤维的铁源；聚乙二醇作为反应体系分散剂，避免反应生成的磁性竹纤维产生团聚现象；乙酸钠具备引导和分散产物的作用；乙二醇作为反应还原溶剂，又因自身粘度大，可防止水解，控制产物过饱和度，改变生长机理，利于大量晶核形成。所用四水合硫酸亚铁，六水合三氯化铁，聚乙二醇，乙酸钠，乙二醇等，均为无毒或毒性很低的试剂，有利于实验操作控制，且价格较低容易获得。附图说明图1为本专利技术磁性竹纤维在扫描电镜下的形貌图；图2为本专利技术磁性竹纤维在透射电镜下的形貌图；图3为本专利技术磁性竹纤维在磁铁下的汇聚示意图；图4为本专利技术磁性竹纤维的磁滞回线图。具体实施方式一种磁性竹纤维，由下列组分按照对应重量比配制而成：四水合硫酸亚铁0.8-1.2份，六水合三氯化铁1.4-1.8份，80目的天然竹粉1.5-2.5份，聚乙二醇0.8-1.2份，乙酸钠2.5-3.5份，乙二醇90-92份。磁性竹纤维的制备工艺，包括如下步骤：（a）按照上述各组分的配比，称取符合要求重量份的四水合硫酸亚铁，六水合三氯化铁，乙酸钠，聚乙二醇倒入盛有一定量的乙二醇溶液的烧杯中，搅拌得到混合溶液；（b）将混合溶液进行本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种磁性竹纤维，其特征在于，由下列组分按照对应重量比配制而成：四水合硫酸亚铁0.8-1.2份，六水合三氯化铁1.4-1.8份，80目的天然竹粉1.5-2.5份，聚乙二醇0.8-1.2份，乙酸钠2.5-3.5份，乙二醇90-92份，其中，天然竹粉由竹纤维直接烧制粉碎而成。/n

【技术特征摘要】
1.一种磁性竹纤维，其特征在于，由下列组分按照对应重量比配制而成：四水合硫酸亚铁0.8-1.2份，六水合三氯化铁1.4-1.8份，80目的天然竹粉1.5-2.5份，聚乙二醇0.8-1.2份，乙酸钠2.5-3.5份，乙二醇90-92份，其中，天然竹粉由竹纤维直接烧制粉碎而成。


2.一种磁性竹纤维的制备工艺，其特征在于，包括如下步骤：
（a）按照上述各组分的配比，称取符合要求重量份的四水合硫酸亚铁，六水合三氯化铁，乙酸钠，聚乙二醇倒入盛有一定量的乙二醇溶液的烧杯中，搅拌得到混合溶液；
（b）将混合溶液进行超声处理；
（c）将步骤b所得溶液在一定温度下搅拌使得溶解充分；
（d）称取称取符合要求重量份的80目竹粉加入步骤c所得溶液中充分搅拌；
（e）将步骤d所得混合溶液倒入以聚四氟乙烯材料为内衬的不锈钢反应釜中，放入程控箱式炉中高温反应一定时间，取出反应釜，冷却至室温；
（f）将步骤e...

【专利技术属性】
技术研发人员：于涛，杨俊，汪泽洋，廖万达，
申请(专利权)人：东华理工大学，
类型：发明
国别省市：江西;36