本发明专利技术属于废水处理技术领域，具体涉及一种含酰氯基和巯基的复合功能化纤维及其制备方法。本发明专利技术首先利用巯基甲基丙烯酸酯和2‑甲基丙烯酰氯合成出大分子复合吸附剂；而后采用氨基功能试剂多元胺对纤维进行胺基化处理得到氨基化纤维；最后将大分子复合吸附剂和氨基化纤维加入到反应釜中进行缩合反应，从而制备出含酰氯基和巯基的复合功能化纤维。该方法提高了复合功能化纤维与重金属污染水体的侵润性，解决了复合功能化纤维对重金属离子选择性差及对水体的pH值敏感性高的问题，能够满足工业化生产的大规模应用的要求。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于废水处理，具体涉及一种含酰氯基和巯基的复合功能化纤维及其制备方法。
技术介绍
1、重金属污染是工业废水最主要的污染物之一，重金属的来源主要包括机械制造、化石燃料燃烧、炼油、橡胶和电子产品生产以及电镀废水的排放等。重金属离子具有高毒性，诸多重金属离子即使在极低的浓度下也具有较强毒性，足以破坏人体的正常生理活动，并引起各种病理变化例如导致疾病甚至死亡。因此，解决工业废水中重金属离子回收问题已成为一项迫在眉睫的亟须解决的环境污染问题。
2、现有技术中，有关消除水溶液中重金属离子的污染，包括化学沉淀、离子交换、电渗析、膜过滤、光催化还原和吸附等，而吸附法被认为是能够从水中富集重金属离子的最有效的方法之一，其特点是效率较高，成本较低，易于操作和回收，在水体重金属离子污染治理领域应用潜力很大。如：cn105289552a提供了一种基于双硫脲功能化超细纤维快速吸附水中汞离子的方法，先采用酰胺缩合剂活化聚丙烯酸接枝改性的聚丙烯超细纤维，然后再与双硫脲反应制备双硫脲功能化超细纤维，并提供了该纤维在一定ph值条件下，通过吸附除去水中汞离子的方法。cn109289811a提供了一种含有巯基和氨基的纤维素纳米晶体吸附剂及其制备方法，主要是以纤维素纳米晶体为基体，同时将含有巯基和氨基的化合物接枝在纤维素纳米晶体上得到该吸附剂。cn 113005761 b提供了一种巯基功能化纤维制备方法，首先采用氨基功能试剂对基质纤维进行氨基功能化，然后再与酰氯功能试剂反应，得到酰氯功能化纤维，最后加入巯基功能试剂反应制得巯基功能化纤维。
3、上述现有技术中，虽然在吸附重金属离子方面也取得了较好的结果，但仍存在一定的局限性，其制备方法工艺步骤多、制备方法时间长、对重金属离子选择性差、生产成本高、对水体的ph值敏感性高等问题，在实际的应用中存在极大的限制，并不利于工业化生产的大规模应用。
技术实现思路
1、为了解决现有技术存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种含酰氯基和巯基的复合功能化纤维的制备方法。本专利技术首先利用巯基甲基丙烯酸酯和2-甲基丙烯酰氯合成出大分子复合吸附剂；而后采用氨基功能试剂多元胺对纤维进行胺基化处理得到氨基化纤维；最后将大分子复合吸附剂和氨基化纤维加入到反应釜中进行缩合反应，从而制备出含酰氯基和巯基的复合功能化纤维。该方法提高了复合功能化纤维与重金属污染水体的侵润性，解决了复合功能化纤维对重金属离子选择性差及对水体的ph值敏感性高的问题，能够满足工业化生产的大规模应用的要求。
2、如无特殊说明，本专利技术所述的“份”均是指质量份，所述的“比例”或“比”均指质量比。
3、为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种含酰氯基和巯基的复合功能化纤维的制备方法，具体制备过程包括如下步骤：
4、s1.大分子复合吸附剂的制备：在反应器中通入惰性气体进行系统置换，向反应器中依次加入溶剂1、巯基甲基丙烯酸酯和2-甲基丙烯酰氯，升温，加入引发剂进行反应，最后再向反应器中加入终止剂以终止反应，经抽滤、洗涤和干燥，制得大分子复合吸附剂；
5、s2. 氨基功能化纤维的制备：将纤维、去离子水和溶剂2一起放入反应器中，加热升温，然后加入氨基功能试剂，用超声波处理反应，反应结束后，冷却、抽滤、洗涤、干燥，得到氨基功能化纤维；
6、s3. 含酰氯基和巯基的复合功能化纤维的制备：将步骤s2中得到的氨基功能化纤维、去离子水、溶剂3和步骤s1中得到的大分子复合吸附剂一起放入反应器中，然后加热升温，用超声波处理反应，反应结束后，冷却、抽滤和洗涤，然后真空干燥，得到含酰氯基和巯基的复合功能化纤维。
7、进一步地，所述的引发剂是氧化还原引发剂，选自有过氧化氢异丙苯、过氧化氢二异丙苯、过氧化异丙基叔丁酯或过氧化异丙基正丁酯中的一种，优选过氧化氢二异丙苯。引发剂用量是本领域常规用量，其加入量优选以反应单体（巯基甲基丙烯酸酯和2-甲基丙烯酰氯）总质量100份计为0.01～0.5份，更优选0.04～0.12份。
8、进一步地，步骤s1中所述的反应单体总质量为巯基甲基丙烯酸酯和2-甲基丙烯酰氯单体的质量。
9、进一步地，所述的终止剂可以选自nano2、硫酸羟胺、二乙基羟胺、2,5-戊丁基苯二酚、福美钠（即二甲基二硫代氨基甲酸钠）、亚硝酸钠、锕铁试剂或对氨基偶氮苯中的一种，优选福美钠。用量为本领域常规用量，以反应单体总质量 100 份计为0.20～0.40 份。
10、进一步地，所述的氨基功能试剂是一种多元胺化合物，选自乙二胺、三乙胺、二亚乙基三胺、六次甲基四胺、异佛尔酮二胺中的一种，优选六次甲基四胺。其加入量以纤维质量100份计为5.0～20.0份，优选7.0～12.0份。
11、进一步地，所述的溶剂1可以选自环己烷、二硫化碳（cs2）、硝基苯、石油醚、四氯乙烷、甲苯或二甲苯中的一种，优选二硫化碳（cs2）。
12、进一步地，所述的溶剂2可以选自n-羟基琥珀酰亚胺（edc）、1-乙基-3-(3-二甲氨基丙基)碳二亚胺、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺或油酸酰胺中的一种，优选n-羟基琥珀酰亚胺（edc）。
13、进一步地，所述的溶剂3可以选自乙二醇、丙二醇、乙醇、甲醇、丙醇或丁醇中的一种，优选乙二醇。
14、进一步地，所述的纤维选自聚乙烯醇纤维、棉纤维、麻纤维、超高分子量聚乙烯纤维、聚丙烯纤维、聚丙烯腈纤维、缩聚型聚酯纤维、聚酰胺纤维、聚氨酯纤维或聚脲纤维中的一种，优选聚丙烯腈纤维。
15、所述的制备方法中，步骤s1中，所述溶剂1、巯基甲基丙烯酸酯、2-甲基丙烯酰氯、引发剂和终止剂质量比为(300～400)：(70～80) ：(20～30)：(0.04～0.12)：(0.2～0.4)；所述置换的次数为3~5次；所述升温所达到的温度为60~75℃；所述反应的时间为70~80min；所述终止反应时间为10~15min。所述惰性气体是氮气或除了氡以外的元素周期表中0族元素的气体，优选氮气。
16、所述的制备方法中，步骤s2中，所述纤维、去离子水、溶剂2和氨基功能试剂质量比为100：(500～600) ：(100～200) ： (7～12)；所述加热升温所达到的温度为175~190℃；所述超声波处理反应中，超声波频率为90～150khz，反应时间为1.5~2.0 hr。
17、所述的制备方法中，步骤s3中，所述氨基功能化纤维、去离子水、溶剂3和大分子复合吸附剂质量比为100：(700～900) ：(200～300) ：(5～10)；所述加热升温所达到的温度为160~170℃；所述超声波处理反应中，超声波频率为160～190khz，反应时间为2.0~3.0hr。
18、所述的制备方法中，步骤s2和步骤s3中所述的洗涤完成标准为反应结束后得到的纤维的ph值呈中性。
19、本专利技术所述的反应器可以是环管反应器或釜式反应器，优选釜式反应器。
20、本专利技术提供一种本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种含酰氯基和巯基的复合功能化纤维的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述引发剂选自有过氧化氢异丙苯、过氧化氢二异丙苯、过氧化异丙基叔丁酯或过氧化异丙基正丁酯中的一种。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述终止剂选自NaNO2、硫酸羟胺、二乙基羟胺、2,5-戊丁基苯二酚、福美钠、亚硝酸钠、锕铁试剂或对氨基偶氮苯中的一种。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述升温所达到的温度为60~75℃；所述反应的时间为70~80min；所述终止反应的时间为10~15min；所述惰性气体是氮气或除了氡以外的元素周期表中0族元素的气体。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述纤维选自聚乙烯醇纤维、棉纤维、麻纤维、超高分子量聚乙烯纤维、聚丙烯纤维、聚丙烯腈纤维、缩聚型聚酯纤维、聚酰胺纤维、聚氨酯纤维或聚脲纤维中的一种。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S2中，所述纤维、去离子水、溶剂2和氨基功能试剂的质量比为100:(500～600):(100～200):(7～12)；所述加热升温所达到的温度为175~190℃；所述超声波处理反应中，超声波频率为90～150kHz，反应时间为1.5~2.0 hr。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S3中，所述加热升温所达到的温度为160~170℃；所述超声波处理反应中，超声波频率为160～190kHz，反应时间为2.0~3.0hr。
8.一种由权利要求1-7中任一项所述的制备方法得到的含酰氯基和巯基的复合功能化纤维。
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【技术特征摘要】
1.一种含酰氯基和巯基的复合功能化纤维的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述引发剂选自有过氧化氢异丙苯、过氧化氢二异丙苯、过氧化异丙基叔丁酯或过氧化异丙基正丁酯中的一种。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述终止剂选自nano2、硫酸羟胺、二乙基羟胺、2,5-戊丁基苯二酚、福美钠、亚硝酸钠、锕铁试剂或对氨基偶氮苯中的一种。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤s1中，所述升温所达到的温度为60~75℃；所述反应的时间为70~80min；所述终止反应的时间为10~15min；所述惰性气体是氮气或除了氡以外的元素周期表中0族元素的气体。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述纤维选自聚乙烯醇纤维...
【专利技术属性】
技术研发人员：请求不公布姓名，请求不公布姓名，请求不公布姓名，请求不公布姓名，
申请(专利权)人：兰州大学，
类型：发明
国别省市：
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