一种纤维基吸附材料及其制备方法及水体中三价铬的去除技术

本发明专利技术提供一种纤维基吸附材料，以聚丙烯为基体，首先通过辐照接枝的方式引入氨基，然后通过化学接枝制得。本发明专利技术所制备的吸附材料表面存在较强的静电吸引，即可实现水体中三价铬的深度去除。本发明专利技术制备方法简单，适合工业化生产。本发明专利技术运行费用低、操作简单、运行稳定且吸附材料可再生循环使用，可实现三价含铬废水的达标排放并能回收废水中的铬离子，使其资源化利用。

【技术实现步骤摘要】
一种纤维基吸附材料及其制备方法及水体中三价铬的去除
本专利技术属于重金属废水处理领域，具体涉及一种纤维基吸附材料及其制备方法及水体中三价铬的去除。
技术介绍
在制革、金属加工、电镀等工业中存在一系列的染色处理，由于含重金属类染料的广泛使用，产生的大量染色废水中含有大量重金属污染物，其中以铬最具毒性，也最难处理。由于铬属于第一类优先控制污染物，国家环保标准要求必须进行单独分流除铬处理，如果没经过处理或处理不合格便排放，会严重污染河水和地下水，危害农田和人体健康，对生态环境和人类生存产生巨大的危害。因此，对含铬废水的处理进行研究尤为重要。含铬废水的处理方法较多，目前常用有的电解法、化学法、离子交换法及膜分离法等。其中，化学法需要投加过量的药剂容易造成二次污染，且产生污泥量大。离子交换法是利用高分子合成树脂与废水中铬进行离子交换，其成本较高，操作管理复杂，且树脂再生困难使用寿命短。膜分离法有电渗析、反渗透和电去离子等，这些方法目前存在膜寿命和成本问题，仍处在研究试用阶段，电解法因其具有体积小、占地少、耗电低、管理方便、效果好等特点被广泛应用，但单纯使用电解技术处理含铬废水很难达到排放标准，对于含铬浓度较低的废水，能耗直线上升，从成本角度来说，不经济可行。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于，为了克服现有技术中含铬废水处理成本高，树脂再生困难使用寿命短的缺陷，根据本专利技术的第一方面，本专利技术提供一种纤维基吸附材料(材料A)，该纤维基吸附材料可吸附水溶液中的三价铬，相对于现有技术中的吸附材料具有更高的吸附速率和使用寿命。除特殊说明外，本专利技术所述份数均为重量份，所述百分比均为质量百分比。本专利技术采用如下技术方案：一种纤维基吸附材料(材料A)，其特征在于，所述纤维基吸附材料由氨基纤维和全氟辛酸在缩合剂二环己基碳二亚胺(DCC)作用下，于50-80℃条件下反应8-16h制得；氨基纤维由聚丙烯辐照接枝制得。进一步，本专利技术氨基纤维采用如下制备方法：(1)预处理：聚丙烯首先用丙酮洗涤，再用去离子水洗涤，置于50℃下烘干，备用；(2)预辐照：聚丙烯纤维在空气中采用电子束预辐照6h，辐照步骤采用ELV-8型电子加速器完成；(3)辐照接枝：称取预辐照后的纤维10g，置于100mL烧瓶中，加入50ml甲醇和烯丙基胺混合溶液(V/V＝1:1)，于50℃下辐照接枝4h，反应结束后采用乙醇洗涤，即得本专利技术氨基纤维。根据本专利技术的第二方面，本专利技术提供上述纤维基吸附材料(材料A)的制备方法。本专利技术纤维基吸附材料(材料A)的制备方法，采用如下步骤：(1)预处理：聚丙烯首先用丙酮洗涤，再用去离子水洗涤，置于50℃下烘干，备用；(2)预辐照：聚丙烯纤维在空气中采用电子束预辐照6h，辐照步骤采用ELV-8型电子加速器完成；(3)辐照接枝：称取预辐照后的纤维10g，置于100mL烧瓶中，加入50ml甲醇和烯丙基胺混合溶液(V/V＝1:1)，于50℃下辐照接枝4h，反应结束后采用乙醇洗涤，得氨基纤维；(4)化学接枝：用N,N-二甲基甲酰胺(DMF)将氨基纤维溶解，然后加入全氟辛酸和缩合剂二环己基碳二亚胺(DCC)，于60℃条件下反应12h，待反应结束后用乙醇充分洗涤并于50℃烘干，即得本专利技术纤维基吸附材料。根据本专利技术的第三方面，本专利技术提供上述纤维基吸附材料(材料A)在含三价铬废水处理中的应用。根据本专利技术的第四方面，本专利技术提供一种纤维基吸附材料(材料B)，所述纤维基吸附材料可吸附水溶液中的三价铬，相对于现有技术中的吸附材料具有更高的吸附速率和使用寿命。一种纤维基吸附材料(材料B)，其特征在于，由氨基纤维和三氟苯甲酸在缩合剂二环己基碳二亚胺(DCC)作用下，于50-80℃条件下反应10-18h制得；本专利技术氨基纤维的制备方法同上，由聚丙烯辐照接枝制得。根据本专利技术的第五方面，本专利技术提供上述纤维基吸附材料(材料B)的制备方法。本专利技术纤维基吸附材料(材料B)的制备方法，采用如下步骤：(1)预处理：聚丙烯首先用丙酮洗涤，再用去离子水洗涤，置于50℃下烘干，备用；(2)预辐照：聚丙烯纤维在空气中采用电子束预辐照6h，辐照步骤采用ELV-8型电子加速器完成；(3)辐照接枝：称取预辐照后的纤维10g，置于100mL烧瓶中，加入50ml甲醇和烯丙基胺混合溶液(V/V＝1:1)，于50℃下辐照接枝4h，反应结束后采用乙醇洗涤，得氨基纤维；(4)化学接枝：用N,N-二甲基甲酰胺(DMF)将氨基纤维溶解，然后加入三氟苯甲酸和缩合剂二环己基碳二亚胺(DCC)，于60℃条件下反应16h，待反应结束后用乙醇充分洗涤并于50℃烘干，即得本专利技术纤维基吸附材料。根据本专利技术的第六方面，本专利技术提供上述纤维基吸附材料(材料B)在含三价铬废水处理中的应用。有益效果：本专利技术提供一种纤维基吸附材料，以聚丙烯为基体，首先通过辐照接枝的方式引入氨基，然后通过化学接枝制得。本专利技术所制备的吸附材料表面存在较强的静电吸引，可实现水体中三价铬的深度去除。本专利技术制备方法简单，适合工业化生产。本专利技术运行费用低、操作简单、运行稳定且吸附材料可再生循环使用，可实现三价含铬废水的达标排放并能回收废水中的铬离子，使其资源化利用。附图说明图1是商用聚丙烯的扫描电镜图；图2是实施例2制备的纤维基吸附材料(材料A)的扫描电镜图；图3是实施例2制备的纤维基吸附材料(材料A)的红外光谱图；图4是实施例3制备的纤维基吸附材料(材料B)的扫描电镜图；图5是实施例3制备的纤维基吸附材料(材料B)的红外光谱图；图6是实施例4中纤维基吸附材料(材料A)作为吸附材料对废水中三价铬不同循环次数的吸附容量统计图；图7是实施例5中纤维基吸附材料(材料B)作为吸附材料对废水中三价铬不同循环次数的吸附容量统计图。具体实施方式下面通过具体实施例对本专利技术进行具体描述，在此指出以下实施例只用于对本专利技术进行进一步说明，不能理解为对本专利技术保护范围的限制，本领域的技术熟练人员可以根据上述
技术实现思路
对本专利技术作出一些非本质的改进和调整。本专利技术所用原料及试剂均为市售产品。实施例1氨基纤维的制备(1)预处理方法：对商用聚丙烯(常熟绣珀纤维有限公司，9mm)首先用丙酮多次洗涤，然后再用去离子水多次洗涤后，置于50℃下烘干，备用。(2)预辐照：在经辐照接枝引入氨基前，聚丙烯纤维在空气中采用电子束预辐照6h，辐照步骤采用ELV-8型电子加速器完成。(3)辐照接枝(纤维表面引入了氨基，成为氨基纤维)：称取预辐照后的纤维10g，置于100mL烧瓶中，加入50ml甲醇和烯丙基胺混合溶液(V/V＝1:1)，于50℃下辐照接枝4h，反应结束后采用乙醇多次洗涤，去除未反应原料，得到氨基纤维，增重率为15％左右。实施例2纤维基吸附材料(材料A)的制备称取10g按照实施例1方法制备的氨基纤维置于本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种纤维基吸附材料，其特征在于：所述纤维基吸附材料由氨基纤维和全氟辛酸在缩合剂二环己基碳二亚胺(DCC)作用下，于50-80℃条件下反应8-16h制得；所述氨基纤维由聚丙烯辐照接枝制得。/n

【技术特征摘要】
1.一种纤维基吸附材料，其特征在于：所述纤维基吸附材料由氨基纤维和全氟辛酸在缩合剂二环己基碳二亚胺(DCC)作用下，于50-80℃条件下反应8-16h制得；所述氨基纤维由聚丙烯辐照接枝制得。


2.如权利要求1所述的纤维基吸附材料，其特征在于，所述氨基纤维采用如下步骤制备：(1)预处理：聚丙烯首先用丙酮洗涤，再用去离子水洗涤，置于50℃下烘干，备用；(2)预辐照：聚丙烯纤维在空气中采用电子束预辐照6h，辐照步骤采用ELV-8型电子加速器完成；(3)辐照接枝：称取预辐照后的纤维10g，置于100mL烧瓶中，加入50ml甲醇和烯丙基胺混合溶液(V/V＝1:1)，于50℃下辐照接枝4h，反应结束后采用乙醇洗涤，即得本发明氨基纤维。


3.如权利要求1或2所述纤维基吸附材料的制备方法，采用如下步骤：
(1)预处理：聚丙烯首先用丙酮洗涤，再用去离子水洗涤，置于50℃下烘干，备用；
(2)预辐照：聚丙烯纤维在空气中采用电子束预辐照6h，辐照步骤采用ELV-8型电子加速器完成；
(3)辐照接枝：称取预辐照后的纤维10g，置于100mL烧瓶中，加入50ml甲醇和烯丙基胺混合溶液(V/V＝1:1)，于50℃下辐照接枝4h，反应结束后采用乙醇洗涤，得氨基纤维；
(4)化学接枝：用N,N-二甲基甲酰胺(DMF)将氨基纤维溶解，然后加入全氟辛酸和缩合剂二环己基碳二亚胺(DCC)，于60℃条件下反应12h，待反应结束后用乙醇充分洗涤并于50℃烘干，即得本发明纤维基吸附材料。


4.如权利要求1或2所述纤维基吸附材料在含三价铬废水处理中的应用。

【专利技术属性】
技术研发人员：李敏，王朗，冯建，唐思，刘宇鹏，
申请(专利权)人：重庆科技学院，疏引新创重庆环保技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆;50