一种端氨基改性纤维素及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种端氨基改性纤维素及其制备方法和应用，首先将经过清洗干燥至恒重的甘蔗渣原料在浓碱中浸泡10小时以上，洗涤、抽滤、烘干后得到碱蔗渣纤维；然后将碱蔗渣纤维与强氧化剂在避光条件下发生氧化反应得到双醛蔗渣纤维素；接着以甲基丙烯酸甲酯和乙二胺为原料，在有机溶剂中避光、隔氧条件下搅拌发生聚合反应得到端氨基超支化聚合物；最后将双醛蔗渣纤维素与端氨基超支化聚合物在有机溶剂中溶解后进行回流反应即可得到端氨基超支物接枝双醛纤维素。经过改性后的纤维素不仅对废水溶液中的重金属离子有良好的吸附性能，且吸附后易于分离，从而具有方法简单、成本低廉的净水效果。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种端氨基改性纤维素及其制备方法和应用，首先将经过清洗干燥至恒重的甘蔗渣原料在浓碱中浸泡10小时以上，洗涤、抽滤、烘干后得到碱蔗渣纤维；然后将碱蔗渣纤维与强氧化剂在避光条件下发生氧化反应得到双醛蔗渣纤维素；接着以甲基丙烯酸甲酯和乙二胺为原料，在有机溶剂中避光、隔氧条件下搅拌发生聚合反应得到端氨基超支化聚合物；最后将双醛蔗渣纤维素与端氨基超支化聚合物在有机溶剂中溶解后进行回流反应即可得到端氨基超支物接枝双醛纤维素。经过改性后的纤维素不仅对废水溶液中的重金属离子有良好的吸附性能，且吸附后易于分离，从而具有方法简单、成本低廉的净水效果。【专利说明】一种端氨基改性纤维素及其制备方法和应用
本专利技术属于有机高分子化合物领域，具体涉及一种端氨基改性纤维素及其制备方法和应用。
技术介绍
重金属是具有潜在危害的持久性污染物，由于重金属离子难降解，并且会在鱼类及农作物组织内积累富集，通过食物链作用，可以对人产生危害。在重金属废水处理方面，开展对环境无污染的药剂或在短时间内环境能够自处理的药剂的开发与应用、无毒无害的新型水处理试剂的开发与应用等研究具有重要意义。目前在重金属废水的处理方面，主要还是靠吸附剂或吸附材料将离子态的重金属吸附后沉降分离去除。近年来，以纤维素及其衍生物来制备高吸附材料在国内外生产研究中得到了越来越多的重视，其中含氮离子螯合型纤维素的报道也非常多。20世纪90年代，陈观展用再生纤维素为基体，通过丙烯腈加成并在羟胺的甲醇溶液中作用，制得了一种球状再生纤维素偕胺肟螯合树脂，并研究了其对部分重金属的吸附性能。曾清如以稻壳纤维素为骨架，经碱化、环氧化后接枝乙二胺，制备出含氮纤维素，并讨论了该含氮纤维素对Cr6+和Cu2+的吸附性能。孟令芝将脱脂棉经环氧化后，分别与两种氨基酸反应，制得两种多孔纤维素球氨基酸衍生物，它们对过渡金属和重金属离子，尤其是对有毒的Hg2+有较好的吸附效果，且随着PH值的增大，吸附容量增大。王格慧用棉纤维作为原料，经碱化、环氧化处理后分别与二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺反应，制得了三种多胺类离子螯合剂，并研究了其对Cu2+的吸附与解吸行为。纪春暖以羧甲基纤维素和乙二胺一甘油环氧树脂为原料，合成了一种新型弱酸弱碱型蛇笼型螯合树脂，该树脂对Cu2+、Ni2+、Pb2+、Zn2+吸附容量可分别达到1.72，0.43 ，0.37和0.13mmol/g。国外，Moritam以木屑为原料，用其与偕胺肟反应制备得到偕胺肟型木屑吸附剂，这种吸附材料可以提取海水中的金属铀。氨基类化合物，如伯胺基、仲氨基、吡啶类化合物等，具有吸附水中有害阴离子的特性。同时，伯胺基上的孤对电子可以吸附水中的金属阳离子。因此，在纤维素上修饰上这类基团，可以有效的吸附水中的重金属阳离子，达到净化水质的目的。端氨基超支化合物是一种高度支化，含有丰富氨基和亚氨基的水溶性单分散聚合物，将其接枝在纤维素分子上使其具有不溶于水的性质。再利用其氨基和亚氨基的配位能力，与废水中的重金属离子形成螯合物以达到去除重金属离子的目的。申请(专利)号CN200710191878.8公开了一种端氨基超支化合物季铵盐及其制备方法，属于高分子材料
。该方法采用端氨基超支化合物为母体，将其表面的氨基季铵化或接枝季铵盐侧链得到的聚季铵盐。制备方法为:将端氨基超支化合物溶解于去离子水中，再加入一定量的季铵化试剂，搅拌均匀后即可得到既具有超支化合物特征，同时又具有聚阳离子特征的聚季铵盐。它的合成过程简单，合成成本较低，产品可用于纤维素纤维、蛋白质纤维的阳离子改性，实现活性染料、直接染料、酸性染料、酸性媒染染料等的无盐染色，提高织物的抗菌性能和抗紫外性能，同时适用于污水处理剂、抗菌剂、表面活性剂、功能材料前体、医药载体等。申请(专利)号:CN201310039208.X公开了端氨基硅油改性的端氨基超支化聚酰胺树脂及其制备方法与应用，该方法由以下步骤组成:将二元酸和三聚氰胺混合均匀后加热至70~90°C,加入端氨基硅油和二甲苯；在180~210°C下加热I~3h后，升温至220~240°C，加热I~3h后；降温至90°C，有机溶剂，有机硅低聚物和交联催化剂；加热至110~120°C，加热2~3h ;降温至90°C，最后加入有机溶剂调整固含量为60~70%。该方法将在合成端氨基超支化聚酰胺时加入端氨基硅油，提高聚酰胺的耐热性能和柔韧性；将有机硅低聚物和聚酰胺进行交联反应，提高聚酰胺的耐热性能。本专利技术所述方法制备的树脂可以用于制备耐高温低表面能涂料。申请(专利)号:CN02111578.8公开了端氨基水溶性超支化聚酰胺及其制备方法。端氨基水溶性超支化聚酰胺的制备方法如下:步骤(a):将含有双键(本专利技术称A基团)及羧基或酯基(本专利技术称B基团)的单体AB与含有两个或两个以上氨基单体(本专利技术称多氨基单体，简记为Cn型单体，其中η > 2)直接反应，所用溶剂为非质子溶剂，反应温度为一 50°C~100°C，反应时间为I分钟至15天；步骤(b):将步骤(a)所得混合物升温至50°C~280°C，减压下继续反应5分钟至10天，制得超支化聚酰胺。所得聚合物含有大量端氨基，可溶于水及有机溶剂，可降解，适宜做高效涂料、交联剂、生物医药载体、固定化酶及蛋白质的基体、抗氧化剂、杀菌剂、表面活性剂、流变加工添加剂、功能材料前体等，有着广泛的应用前景。以上公开的文献中，现有的吸附剂(包括端氨基超支化合物)有以下一些不足之处:1.吸附效果受环境pH影响较大，过酸或过碱都会造成吸附剂(包括端氨基超支化合物)对重金属离子的去除性能的降低。而在实际应用中，溶液的pH是一比较随机的因素，不易调节，从而影响吸附剂(包括端氨基超支化合物)对重金属的去除效果。2.吸附后的“脱附`”效果不够理想。即吸附剂回收再利用率较低。3.吸附类型单一。实际生产中，废水中往往既含有带正电的重金属阳离子，又含有显负电性的有害有机废物；而现有的吸附剂(包括端氨基超支化合物)大多仅能处理一种电性的有毒物质，如仅能吸附重金属阳离子的阴离子吸附剂，和仅能吸附有害有机物的阳离子吸附剂。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术的不足，提供一种生产成本低、吸附效果好、吸附能力强脱附容易的端氨基改性纤维素及其制备方法和应用。本专利技术研究蔗渣纤维素的改性技术，合成了端氨基超支纤维素，并用合成的改性产物应用于吸附混合重金属废水溶液。为了实现上述目的，本专利技术采用了以下技术方案:一种端氨基改性纤维素，该纤维素为:端氨基超支物接枝双醛纤维素；其结构简式为:【权利要求】1.一种端氨基改性纤维素，其特征在于:该纤维素为:端氨基超支物接枝双醛纤维素；其结构简式为: 2.一种制备权利要求1所述端氨基改性纤维素的方法，其特征在于:它的工艺步骤为: (1)原料预处理:将经过清洗干燥至恒重的甘蔗渣原料在浓碱中浸泡10小时以上，洗涤、抽滤、烘干后得到碱蔗渣纤维； (2)双醛蔗渣纤维素制备:将碱蔗渣纤维与强氧化剂在避光条件下发生氧化反应得到双醛蔗渣纤维素； (3)端氨基超支化聚合物的合成:以甲基丙烯酸甲酯和乙二胺为原料，在有机溶剂中避光、隔氧条件下搅拌发生聚合反应得到端氨基超支化聚合物； (4)端氨本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种端氨基改性纤维素，其特征在于：该纤维素为：端氨基超支物接枝双醛纤维素；其结构简式为：式中所述的CELL的结构单元为：所述的HBPN为端氨基超支化聚合物，其结构简式为：将CELL和HBPN用结构式替换后得到的端氨基超支物接枝双醛纤维素结构式为：FDA0000407263960000011.jpg,FDA0000407263960000012.jpg,FDA0000407263960000013.jpg,FDA0000407263960000014.jpg

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：夏璐，张博涵，胡伊旭，龚铸，李国磊，
申请(专利权)人：广西民族大学，
类型：发明
国别省市：