本发明专利技术公开了一种聚乙烯-甲基丙烯酸-多乙烯多胺纤维及其制备方法，属于环境材料合成与应用领域。本发明专利技术采用聚乙烯纤维为基质，以甲基丙烯酸和多乙烯多胺为单体，通过发泡聚合反应，制得多孔、纤维状吸附材料。该合成方法简单、原料价格低廉，所制备的多孔、纤维状吸附材料具有多孔结构和亲水性表面，能够通过表面胺基作用快速、高效去除水中重金属离子，对镉、铅、铜等二价重金属离子的平衡吸附时间小于30分钟，且吸附后的纤维易于回收，可再生后重复使用，适用于水/废水中重金属离子的快速去除。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术公开了一种基于高分子聚乙烯纤维为基质的氨基修饰多孔螯合纤维及其制备方法，更具体的说是基于。
技术介绍
近年来，我国重金属水污染日趋严重，特别是铅、镉等重金属离子对生态环境造成严重破坏，如何快速、高效去除水/废水中铅、镉等重金属离子成为水污染控制研究领域的热点问题。基于高分子聚合物材料的树脂型吸附剂具有吸附容量大、结构可调控、易于再生等优势被广泛应用于废水处理领域。采用纤维作为吸附材料应用到突发环境污染事件的处置目前已经引起人们的重视，因为纤维状吸附材料在形状上具有很强的可塑性，可适用于复杂多变的使用场合，也便于回收再生。研究报道了基于羊毛为基质的螯合纤 维，对重金属离子具有一定的吸附去除效果；以及路健美等人合成了对疏水性油类物质有很好的吸附效果的海绵树脂。但是现有的纤维吸附材料都存在着以下的不足1)采用羊毛等动物毛发作为基质材料，不仅来源困难，不适宜规模化生产，且制作成本较高，与处理和合成条件不易操作控制，尤其制备的吸附纤维对重金属离子的吸附容量较低，与传统的阳离子交换树脂相比还有一定的差距M. Monier, N. Nawar, D. A. Abdel-Latif,Preparation and characterization of chelating fibers based on natural woolfor removal of Hg(II)，Cu (II) and Co (Il)metal ions from aqueous solutions,J.Hazard. Mater. 184 (2010) 118 (莫尼等，用羊毛为纤维基体制备螯合纤维去除溶液中Hg(II)jCu(II)和Co(II)，《有毒物质》，2010年184期118页。)；2)多数纤维吸附材料主要针对疏水性物质的吸附去除，而未考虑对亲水性物质，但近年来实际突发的水污染多为重金属离子污染。此前公开的专利“一种胺修饰的纤维状应急吸附材料及其制备方法”(申请号2011104274558，公开号CN102489268A)中制备的应急吸附纤维虽然可以克服动物毛发基质吸附纤维材料的不足，但依然存在着一些需要改进的地方1)原有专利中的合成方法是先接枝再胺化的两步合成步骤，过程繁琐，不利于降低成本和提高产率；2)原有专利中的胺化反应采用乙二胺浸溃法，胺基含量不易提高；3)原有专利中的合成方法制得的纤维没有多孔结构，比表面积较低，不利于吸附。因此，利用人工合成高分子纤维材料作为基质，采用更加简单的一步合成反应制备多孔、高含量功能基团的纤维状吸附材料，快速去除水/废水中铅、镉等重金属离子具有重要的实际应用价值。
技术实现思路
I、专利技术要解决的技术问题针对国外文献报道的动物毛发纤维材料的基质来源不易，对重金属的吸附效果也不如所述的理想，以及现有专利技术专利中胺修饰的纤维状应急吸附材料胺基含量低且无多孔结构和制备过程繁琐等缺陷，本专利技术提供了，采用一步发泡聚合反应，制备高胺基含量的新型多孔、纤维状吸附材料。该专利技术不仅合成步骤简单，所制备的聚乙烯-甲基丙烯酸-多乙烯胺共聚物(简称=PE-MA-N)具有多孔结构、表面胺基含量高的优势，对水中铅、镉、铜等重金属离子平衡吸附量明显高于此前公开的专利(申请号2011104274558，公开号CN102489268A)中制备的胺修饰纤维状应急吸附材料。2、技术方案本专利技术所提供的聚乙烯-甲基丙烯酸-多乙烯胺纤维是采用PE纤维与甲基丙烯酸、多乙烯胺经发泡聚合反应制备。一种聚乙烯-甲基丙烯酸-多乙烯胺纤维合成流程和纤维基本结构式如下权利要求1.一种聚乙烯-甲基丙烯酸-多乙烯多胺纤维，其特征在于纤维内部为聚乙烯-甲基丙烯酸骨架与表面修饰的多乙烯多胺基，其基本结构式如下2.根据权利要求2所述的聚乙烯-甲基丙烯酸-多乙烯多胺纤维，其特征在于为多孔、纤维状共聚物，其直径范围为55-65 μ m,胺基含量大于10. Ommol/g,比表面积大于IOOm2/g,孔径范围2_8nm。3.根据权利要求I或2所述的聚乙烯-甲基丙烯酸-多乙烯多胺纤维的制备方法，其步骤为 (1)PE预处理 抽提将PE用有机溶剂抽提剂在索氏抽提器中抽提4小时，然后在室温下晾干； 溶胀将经过抽提晾干后的PE纤维置于三颈瓶中，加入溶胀剂溶胀4小时，溶胀剂体积用量(毫升)与纤维的质量(克)比例为20 :1，溶胀温度为30摄氏度； (2)配制反应乳液 将甲基丙烯酸、多乙烯多胺、有机溶剂、乳化剂、发泡剂和水混合后配成反应乳液，各组分体积配比为甲基丙烯酸多乙烯多胺有机溶剂乳化剂发泡剂水=1 :1 2 :2 4 :I 2:1 2:4 9 ； (3)发泡聚合 将PE纤维与乳液混合后加入引发剂，PE纤维(克)与乳液(毫升)、引发剂(克)的比例为5: 1000 2000 :1 2，在85 95°C下反应12 24h，制得聚乙烯-甲基丙烯酸-多乙烯多胺纤维，丙酮清洗后50°C真空干燥。4.根据权利要求3所述的多孔纤维状吸附材料的制备方法，其特征在于，步骤I中所使用的有机溶剂为乙醇、丙酮或者石油醚，所使用的溶胀剂为N，N-二甲基甲酰胺、二氯乙烷或甲苯。5.根据权利要求3所述的多孔纤维状吸附材料的制备方法，其特征在于，所述步骤2中，有机溶剂为DMF、二氯乙烷或甲苯，乳化剂为聚氧乙烯脱水山梨醇油酸酯、油酸聚氧乙烯酯或双甘油聚丙二醇醚，发泡剂为正庚烷。6.根据权利要求3所述的多孔纤维状吸附材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中所使用的引发剂选过氧化苯甲酰或偶氮二乙丁腈。全文摘要本专利技术公开了，属于环境材料合成与应用领域。本专利技术采用聚乙烯纤维为基质，以甲基丙烯酸和多乙烯多胺为单体，通过发泡聚合反应，制得多孔、纤维状吸附材料。该合成方法简单、原料价格低廉，所制备的多孔、纤维状吸附材料具有多孔结构和亲水性表面，能够通过表面胺基作用快速、高效去除水中重金属离子，对镉、铅、铜等二价重金属离子的平衡吸附时间小于30分钟，且吸附后的纤维易于回收，可再生后重复使用，适用于水/废水中重金属离子的快速去除。文档编号D06M14/10GK102941070SQ20121050473公开日2013年2月27日 申请日期2012年11月30日 优先权日2012年11月30日专利技术者王津南, 程澄, 杨欣, 陈晨 申请人:南京大学本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种聚乙烯?甲基丙烯酸?多乙烯多胺纤维，其特征在于纤维内部为聚乙烯?甲基丙烯酸骨架与表面修饰的多乙烯多胺基，其基本结构式如下：?其中x，y，?m和n，均大于等于2。594581dest_path_image001.jpg
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王津南，程澄，杨欣，陈晨，
申请(专利权)人：南京大学，
类型：发明
国别省市：
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