本发明专利技术公开一种偕胺肟化球形木质素螯合吸附树脂及其制备方法，采用程序升温和交联固化的反相悬浮聚合技术，以浓缩的制浆黑液或红液为原料制备出球型木质素珠体，通过在球形木质素珠体上接枝共聚丙烯腈并进一步偕胺肟化制得粒径平均孔径为５～１５０ｎｍ，均一系数≤１．３０，比表面积为３０～４８０ｍ↑［２］／ｇ，含水率为５５％～７５％，堆积密度为０．６０～０．７３ｇ／ｍｌ，堆积容积为２．２５～５．８０ｍｌ／ｇ，偕胺肟基含量为６．５１～１５．８５ｍｍｏｌ／ｇ，螯合吸附容量为５～１５ｍｍｏｌ／ｇ的球形木质素螯合吸附树脂。本发明专利技术方法简单易行，生产成本低，可望在贵金属的富集回收、海水提铀等方面有实际应用价值。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于功能高分子领域，特别涉及到一种偕胺肟化球形木质素螯合吸附树脂及其制 备工艺。
技术介绍
当今世界，石油、天然气资源的储备有限，而且对它们的研究、开发和利用给地球生态 环境带来的影响日趋严重，这促使了以天然资源为原料的高分子材料得以大力发展。木质素 是自然界中纤维素和甲壳素的最丰富的、可再生的天然高分子资源之一。全世界陆生植物每 年可产生500亿吨木质素，其中制浆造纸工业的蒸煮废液中产生的工业木质素有5000万吨。 人类利用纤维素已有几千年的历史，而真正开始研究木质素则是1930年以后的事了，而且至 今木质素还没有得到很好的利用，我国仅约6%的木质素得到利用。木质素作为木材水解工 业和制浆造纸工业的副产物，若得不到充分利用，就变成了制浆造纸工业中的主要污染源之 一，则不仅造成严重的环境污染，而且也造成资源的重大浪费。因此，如何有效利用好木质 素这种可再生资源，提高其附加值，并解决环境污染问题成为本专利技术的出发点。木质素分子上含有羟基、羧基、羰基等活性基团，因此木质素及其衍生物具有一定到分 散、粘合、螯合等性能，在国外，木质素主要用作石油钻井泥浆的分散剂，水泥和混凝土的 减水剂，沥青乳汁液等的乳化稳定剂，皮革上应用的鞣剂以及橡胶的增强剂等。在我国，木 质素主要用作陶瓷、砖料、耐火材料、铸造型砂以及煤砖、煤球等方面的低级粘合剂。在油 田上直接用作泥沙分散剂和采油的"牺牲剂"。由于品种比较单一，不能适应市场的需求，因 此我国木质素的综合利用应朝着更广泛、多渠道的方向发展，并尽可能开发附加值高的木质 素改性产品。目前，国内外在球形木质素吸附剂制备及研究发面仅有少量的专利报道。球形木质素吸 附剂可以控制孔度、粒度，并具有比表面积大、通透性能和水力学性能好等优点，易于处理 并适合柱上操作，并可以原来吸附血清蛋白、分离纯化细菌ct一淀粉酶、制备和分离手性化 合物、纯化叶绿素DNA、吸附金属离子、分离过渡金属离子和稀土元素、回收贵金属等。 此外球形木质素珠体还可用作药物固相合成的载体等，因此球形木质素珠体成为了木质素素 类吸附剂研究的一个焦点，以球形木质素珠体为骨架研制出的球形木质素吸附剂则具有广泛 的应用前景。偕胺肟基螯合吸附材料以其特殊的官能团结构、性质而成为从海水中提铀的绝佳材料， 此外，在回收、分离和提取其它金属，如(^2+、 Ag+、 A^+和稀土金属离子等也有很好的吸附效果。偕胺肟基高分子螯合吸附材料有树脂、纤维、无纺布、织物等，木质素为天然高分子 有机物，其分子中含有酚羟基和羧基等活性基团，同时能够受控聚合形成含有极性基团的不 同聚合度的高聚物，非常适合用作吸附树脂的原材料。由于合成吸附树脂的价格偏高，并存 在经反复使用后会出现吸附能力下降等问题。而且，树脂的降解以及废弃树脂的处理亦存在 严重的环境问题。由此，本专利技术利用价廉的天然高分子材料来制备偕胺肟基螯合球形木质素 吸附树脂以代替合成树脂，则不仅可克服上述存在的问题，亦为天然高分子材料的高值化利 用提供一条新的途径。木质素基离子交换树脂在国内外有少量研究，本专利技术利用价廉且资源 丰富的天然高分子——木质素来制备偕胺肟化球形木质素螯合吸附树脂则尚未见相关报道。基于此，本专利技术利用木质素这种制浆造纸工业的副产物，结合前期的工作基础，制备出 高效、低成本的含偕胺肟化球形木质素螯合吸附树脂，则进一步拓宽了木质素的应用范围， 又解决了目前合成偕胺肟基螯合吸附树脂存在的一些问题，同时也提高企业综合利用木质素 并解决纸浆造纸黑液污染的积极性，促进我国造纸行业持续、健康发展。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种偕胺肟化球形木质素螯合吸附树脂及 其制备工艺，通过在球形木质素珠体上接枝共聚丙烯腈并进一步偕胺肟化制得偕胺肟化球形 木质素螯合吸附树脂。通过选择浓縮的制浆黑液或红液为原料合成球形木质素基珠体，以球 形木质素珠体为骨架进一步合成各种性能要求的产品，不但降低吸附树脂成本，而且拓宽其 用途，方法简单易行，生产成本低，在贵金属的富集回收、海水提铀等方面有实际应用价值。本专利技术的偕胺肟化球形木质素螯合吸附树脂，其特征在于所述的偕胺肟化球形木质素 螯合吸附树脂的粒径分布范围为l 50jim、 50 10(Vm、 100 300nm和300 1200nm，平均 孔径为5 150nm，均一系数51.30，比表面积为30 480m2/g,含水率为55% 75%，堆积密度 为0.60 0.73g/ml，堆积容积为2.25 5.80ml/g，偕胺后基含量为6. 51~15.85 mmol/g，螯合 吸附容量为5 15 ramol/g。本专利技术的偕胺肟化球形木质素螯合吸附树脂的制备方法，其特征在于制备步骤如下(1) 接枝共聚步骤在装有搅拌和内设恒温系统的自动加料装置的反应器中，加入球形木质素珠体，蒸馏水和引发剂，常温通N2驱氧10 15min后，加入计算量的丙烯腈， 反应30 210min后，分别用甲醇，水洗涤，再用N、N—二甲基甲酰胺DMF，在50'C 萃取24h，除去均聚物，水洗干燥得球形木质素接枝共聚物；(2) 偕胺肟化反应步骤在配备有搅拌、冷凝回流装置和内设恒温系统的自动加料装置 的反应器中，加入羟胺盐、碱性试剂和溶剂，反应温度为5 40 'C，搅拌，完全溶 解后，以l 5'C/min的速度将温度升至60 9(TC，加入上述的接枝共聚物，并将转速控制在20 800 r/min,反应1 8 h后，降至常温，即可得到不同粒径范围的偕胺 肟化球形木质素螯合吸附树脂所述偕胺肟化球形木质素螯合吸附树脂在1 1200jim，该工艺步骤在常压下进行。 本专利技术具有以下优点和积极效果(1) 开发利用高附加值环保产品一球形木质素珠体，拓宽了功能高分子材料和环保产品的 开发途径，有利于调动企业综合利用木质素并解决制浆造纸黑液污染的积极性。(2) 本专利技术所涉及的偕胺肟基螯合吸附树脂对多种贵金属表现出很高的配位能力，偕胺月亏 基含量为6. 51 15. 85 mmol/g。(3) 符合绿色化学的要求项目提出应用木质素而不是传统的人工化合物为原料制备球形 木质素螯合吸附树脂，为利用木质素这种可再生资源开辟了新的途径。(4) 研制出不同粒径的球形木质素螯合吸附树脂，使之适合于不同的用途，如各种酶、生 物碱、氨基酸的分离纯化，医药、生化工程材料；分离、鉴定、回收无机金属离子以 及从海水提取铀、金等贵金属等；吸附处理重金属废水，并回收重金属处理难生物 降解的废水等。具体实施例方式偕胺肟化球形木质素螯合吸附树脂的原料包括按照质量百分数 球形木质素珠体5.0% 16.5%丙烯腈 2.5% 12.5%蒸馏水 50% 77%引发剂 0.04% 0.09%羟胺盐 1.5°/。 2.7%碱性试剂 0.7°/。~1.9%溶剂 10.5% 26% 所述球形木质素珠体根据本专利技术人刘明华等的中国专利技术专利(ZL03128244.X， 2005):"程 序升温和交联固化的反相悬浮技术制备球形木质素珠体的方法"中记载的
技术实现思路
制备，粒径 分布范围为1 50 pm、 50 100 nm、 100 300 |im和300~1200 nm，平均孔径为5 150nm， 比表面积为35 450 m2/g，本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种偕胺肟化球形木质素螯合吸附树脂，其特征在于：所述的偕胺肟化球形木质素吸附树脂粒径分布范围为１～５０μｍ、５０～１００μｍ、１００～３００μｍ和３００～１２００μｍ，平均孔径为５～１５０ｎｍ，均一系数≤１．３０，比表面积为３０～４８０ｍ↑［２］／ｇ，含水率为５５％～７５％，堆积密度为０．６０～０．７３ｇ／ｍｌ，堆积容积为２．２５～５．８０ｍｌ／ｇ，偕胺肟基含量为６．５１～１５．８５ｍｍｏｌ／ｇ，螯合吸附容量为５～１５ｍｍｏｌ／ｇ。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘明华，陈国奋，林兆慧，
申请(专利权)人：福州大学，
类型：发明
国别省市：35[中国|福建]
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