專利名稱：木質(zhì)素基環(huán)糊精醚多效吸附劑的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種能同時吸附重金屬及苯酚、苯胺，還能吸附尿酸的多效木質(zhì)素基吸附劑的制備方法。
背景技術(shù)：
地球不可再生資源的儲量是有限的，主要依靠石油和天然氣為原料的合成高分子材料以及其它有機化工產(chǎn)品將面臨原料來源逐漸枯竭的困境?？稍偕Y源是最佳的替代資源，木質(zhì)素是地球上最豐富的可再生資源之一，每年全世界由植物生長可產(chǎn)生1500億噸，其中造紙工業(yè)的廢液中產(chǎn)生的工業(yè)木質(zhì)素有3000萬噸。木質(zhì)素作為木材水解工業(yè)和造紙工業(yè)的副產(chǎn)物，目前尚未有效利用，成為造紙工業(yè)中的主要污染源之一，不僅污染環(huán)境，而且也浪費資源。因此，如何有效地利用木質(zhì)素這種可再生資源，提高其附加值，已引起相關(guān)領(lǐng)域研究者和企業(yè)家的共同關(guān)注。
吸附分離功能材料在許多領(lǐng)域具有非常重要的用途，主要包括水處理、有機物分離純化、濕法冶金、化工制備與產(chǎn)品純化、生物藥品的分離純化、醫(yī)學(xué)應(yīng)用、環(huán)境保護(hù)、固相有機合成、分析技術(shù)等方面。我國于20世紀(jì)60年代開始研究吸附劑，目前應(yīng)用較多的吸附劑主要有分子篩，活性炭和各種離子交換樹脂，吸附樹脂等。近十幾年來，國內(nèi)外許多研究者在探索廉價高效的吸附劑，取代價格較貴的活性炭或離子交換樹脂等。從造紙廢液中分離的木質(zhì)素，成本比活性炭低。但是木質(zhì)素單獨用做吸附材料的吸附容量有限，所以通過化學(xué)改性可進(jìn)一步提高木質(zhì)素產(chǎn)品的吸附性能，因而通過木質(zhì)素衍生化反應(yīng)可獲得具有多功能、高性能的木質(zhì)素基吸附材料。迄今國內(nèi)外關(guān)于對混和污染物的吸附分離木質(zhì)素基吸附材料研制少有報道，亟待研制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種木質(zhì)素基環(huán)糊精醚多效吸附劑的制備方法，該方法制備工藝簡單、所制備的吸附劑能同時對重金屬，苯酚、苯胺和尿酸等具有較大的吸附能力，價格低廉。
本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案加以實現(xiàn)的，一種制備木質(zhì)素基環(huán)糊精醚多效吸附劑的方法，其特征包括以下過程1)將純化后的木質(zhì)素與1∶5-1∶15倍重量的交聯(lián)劑在50-90℃，攪拌反應(yīng)1-5小時，反應(yīng)完后，過濾，苯洗，水洗，干燥，得到木質(zhì)素基環(huán)氧樹脂；2)將上述木質(zhì)素基環(huán)氧樹脂與1-5倍重量的環(huán)糊精在30-70℃，攪拌反應(yīng)1-5小時，反應(yīng)完后，充分洗滌，過濾，干燥，得到木質(zhì)素基環(huán)糊精醚。
上述木質(zhì)素為堿木質(zhì)素、木質(zhì)素磺酸鹽。
上述交聯(lián)劑為環(huán)氧氯丙烷、1，2-乙二醇二縮水甘油醚或1，2-丁二醇二縮水甘油醚。
上述環(huán)糊精為β-環(huán)糊精，甲基β-環(huán)糊精或羥丙基β-環(huán)糊精。
本發(fā)明的優(yōu)點在于制備工藝簡單，所制得吸附劑吸附速率快、結(jié)合能力強、不易脫落；且能同時對重金屬、苯酚、苯胺以及尿酸具有較大的吸附能力，吸附4h時，對Cu2+的的吸附容量為0.358mmol/g，對苯酚的吸附容量為0.045mmol/g，對尿酸的吸附容量為120μg/g。


下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
圖1是木質(zhì)素、木質(zhì)素環(huán)氧樹脂、木質(zhì)素基環(huán)糊精醚的FTIR圖。
具體實施例方式
下面以實施例對本發(fā)明加以說明。
實施例1原料的純化將原料用1mol/L的NaOH溶液溶解，過濾除去原料中不溶物，用1mol/L的HCl調(diào)節(jié)溶液的pH為2，過濾，用蒸餾水充分洗滌至中性，40℃真空干燥。
將純化后的堿木質(zhì)素1g加入到100mL三口燒瓶中，加入10mL20％NaOH(質(zhì)量分?jǐn)?shù))溶液，攪拌均勻，在室溫下，加入10g環(huán)氧氯丙烷，升溫至80℃，反應(yīng)3小時。反應(yīng)完后，過濾，產(chǎn)物用苯洗滌，再用水洗滌至中性，40℃真空干燥。然后將上面的反應(yīng)產(chǎn)物1g加入到25mL20％NaOH(質(zhì)量分?jǐn)?shù))溶液中，攪拌均勻，之后加入1gβ-環(huán)糊精，調(diào)節(jié)溫度55℃，反應(yīng)3小時，過濾，用蒸餾水充分洗滌至中性，40℃真空干燥。得到木質(zhì)素基環(huán)糊精醚。
木質(zhì)素，木質(zhì)素基環(huán)氧樹脂，木質(zhì)素基環(huán)糊精醚的紅外譜圖見附圖1中a，b，c。從圖中可以看出，在3440.17cm-1處都有羥基的吸收峰，所不同的是，木質(zhì)素基環(huán)氧樹脂中的羥基峰比木質(zhì)素中的羥基峰明顯減弱，說明木質(zhì)素中的酚羥基與環(huán)氧氯丙烷發(fā)生了反應(yīng)，生成了環(huán)氧基。而木質(zhì)素基環(huán)糊精醚的紅外譜圖中的羥基峰比環(huán)氧樹脂中的羥基峰又明顯增強了，其原因是由于反應(yīng)接枝上了環(huán)糊精，環(huán)糊精上存在大量羥基造成的。而且木質(zhì)素基環(huán)氧樹脂譜圖中比木質(zhì)素的譜圖中多了在909.12cm-1，757.22cm-1的兩處吸收峰，經(jīng)核實為環(huán)氧基的C-O-C和C-Cl鍵特征吸收峰。這兩處峰在木質(zhì)素基環(huán)糊精醚的FTIR圖中，又都消失了，說明環(huán)糊精已經(jīng)接枝到木質(zhì)素上了，證明木質(zhì)素基環(huán)糊精醚已生成。
實施例2將純化后的堿木質(zhì)素1g加入到100mL三口燒瓶中，加入15mL20％NaOH(質(zhì)量分?jǐn)?shù))溶液中，攪拌均勻，在室溫下，加入10g1，2-乙二醇二縮水甘油醚，升溫至70℃，反應(yīng)3小時。反應(yīng)完后，過濾，水洗至中性，40℃真空干燥。然后將上面的反應(yīng)產(chǎn)物1.5g加入到25ml20％NaOH(質(zhì)量分?jǐn)?shù))溶液中，攪拌均勻，加入3gβ-環(huán)糊精，調(diào)節(jié)溫度55℃，反應(yīng)3小時，過濾，洗滌至中性，40℃真空干燥。得到木質(zhì)素基環(huán)糊精醚。
實施例3將純化后的木質(zhì)素磺酸鹽1g加入到100mL三口燒瓶中，加入10mL20％NaOH(質(zhì)量分?jǐn)?shù))溶液中，攪拌均勻，在室溫下，加入10g環(huán)氧氯丙烷，升溫至80℃，反應(yīng)3小時。反應(yīng)完后，用苯洗滌，水洗至中性，過濾，真空干燥。然后將上面的反應(yīng)產(chǎn)物1.5g加入到30mL20％NaOH(質(zhì)量分?jǐn)?shù))溶液中，攪拌均勻，加入1g甲基β-環(huán)糊精，調(diào)節(jié)溫度50℃，反應(yīng)4小時，過濾，洗滌至中性，40℃真空干燥。得到木質(zhì)素基環(huán)糊精醚。
實施例4將純化后的堿木質(zhì)素1g加入到100mL三口瓶中，加入15mL20％NaOH(質(zhì)量分?jǐn)?shù))溶液中，攪拌均勻，在室溫下，加入10g1，2-乙二醇二縮水甘油醚，升溫至70℃，反應(yīng)3小時。反應(yīng)完后，過濾，水洗至中性，真空干燥。然后將上面的反應(yīng)產(chǎn)物1g加入到25mL20％NaOH(質(zhì)量分?jǐn)?shù))溶液中，攪拌均勻，加入2g羥丙基β-環(huán)糊精，調(diào)節(jié)溫度50℃，反應(yīng)5小時，過濾，洗滌至中性，40℃真空干燥。得到木質(zhì)素基環(huán)糊精醚。
實施例5將純化后的木質(zhì)素磺酸鹽1g加入到100mL三口燒瓶中，加入15mL20％NaOH(質(zhì)量分?jǐn)?shù))溶液中，攪拌均勻，在室溫下，加入10g1，2-乙二醇二縮水甘油醚，升溫至80℃，反應(yīng)3小時。反應(yīng)完后，過濾，水洗至中性，40℃真空干燥。然后將上面的反應(yīng)產(chǎn)物1g加入到30mL20％NaOH(質(zhì)量分?jǐn)?shù))溶液中，攪拌均勻，之后加入1g甲基β-環(huán)糊精，調(diào)節(jié)溫度60℃，反應(yīng)4小時，過濾，洗滌至中性，40℃真空干燥。得到木質(zhì)素基環(huán)糊精醚。
權(quán)利要求
1.一種能同時吸附重金屬及苯酚、苯胺，還能吸附尿酸的多效木質(zhì)素基環(huán)糊精醚的制備方法，其特征包括以下過程1)將純化后的木質(zhì)素溶于濃度為20-30％的NaOH溶液中，按其與交聯(lián)劑的質(zhì)量比1∶5-1∶15，在堿溶液中加入交聯(lián)劑，在50-90℃進(jìn)行1-5小時聚合反應(yīng)；2)在上述反應(yīng)液中，按聚合物與環(huán)糊精的質(zhì)量比為1-5∶1加入環(huán)糊精，在30-70℃反應(yīng)1-5小時，反應(yīng)結(jié)束后經(jīng)洗滌、干燥、研磨，得到木質(zhì)素基環(huán)糊精醚吸附劑。
2.按權(quán)利要求1所述的木質(zhì)素基環(huán)糊精醚吸附劑的制備方法，其特征在于木質(zhì)素為堿木質(zhì)素、木質(zhì)素磺酸鹽。
3.按權(quán)利要求1所述的木質(zhì)素基環(huán)糊精醚吸附劑的制備方法，其特征在于交聯(lián)劑選自環(huán)氧氯丙烷、1，2-乙二醇二縮水甘油醚或1，2-丁二醇二縮水甘油醚。
4.按權(quán)利要求1所述的木質(zhì)素基環(huán)糊精醚吸附劑的制備方法，其特征在于環(huán)糊精為β-環(huán)糊精、甲基β-環(huán)糊精或羥丙基β-環(huán)糊精。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種能同時吸附重金屬、苯酚、苯胺以及尿酸的多效木質(zhì)素基環(huán)糊精醚的制備方法。該吸附劑以木質(zhì)素為原料，經(jīng)堿溶酸沉純化處理，將處理后的木質(zhì)素溶于一定濃度的氫氧化鈉溶液中，在該堿溶液中按質(zhì)量比為1∶5－1∶15加入一定量的交聯(lián)劑，在50－90℃進(jìn)行1－5小時聚合反應(yīng)，再按聚合物和環(huán)糊精質(zhì)量比為1－5∶1加入環(huán)糊精，在30－70℃反應(yīng)1－5小時，反應(yīng)完成后，產(chǎn)物經(jīng)過濾，水洗，干燥，研磨，得到木質(zhì)素基環(huán)糊精醚吸附劑。上述木質(zhì)素為堿木質(zhì)素，木質(zhì)素磺酸鹽。上述交聯(lián)劑為環(huán)氧氯丙烷、1，2－乙二醇二縮水甘油醚或1，2－丁二醇二縮水甘油醚。上述環(huán)糊精為β－環(huán)糊精，甲基β－環(huán)糊精或羥丙基β－環(huán)糊精。本發(fā)明的優(yōu)點在于制備工藝簡單，所制得吸附劑吸附速率快、結(jié)合能力強、不易脫落；能同時吸附重金屬、苯酚、苯胺以及尿酸，吸附4h，對Cu
文檔編號C08H7/00GK1951948SQ20061001039
公開日2007年4月25日 申請日期2006年8月10日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月10日
發(fā)明者方桂珍, 胡春平, 王獻(xiàn)玲 申請人:東北林業(yè)大學(xué), 方桂珍, 胡春平