專利名稱：銅絡(luò)合天然高分子吸附材料的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于環(huán)境納米高分子材料領(lǐng)域，涉及一種銅絡(luò)合天然高分子吸附材料 的制備方法。
背景技術(shù)：
隨著人類對環(huán)境污染和資源危機等問題的認(rèn)識不斷深入，天然高分子所具 有的可再生、可降解，性等性質(zhì)日益受到重視。廢棄物的資源化與可再生資源 的利用，是當(dāng)代經(jīng)濟與社會發(fā)展的重大課題，也是對當(dāng)代科學(xué)技術(shù)提出的新要
求。在自然界中，木質(zhì)素的儲量僅次于纖維素，而且每年都以500億噸的速度 再生。制漿造紙工業(yè)每年要從植物中分離出大約1.4億噸纖維素，同時得到 5000萬噸左右的木質(zhì)素副產(chǎn)品，但迄今為止，超過95%的木質(zhì)素仍以"黑液"直 接排入江河或濃縮后燒掉，很少得到有效利用。
我國水資源短缺，水體污染日趨嚴(yán)重。2005年，全國廢水排放總量達(dá)到524.5 億噸，其中工業(yè)廢水排放243.1億噸，生活污水281.4億噸。污水的大量排放導(dǎo) 致水體污染，特別是難降解有機物污染嚴(yán)重。近年頒布的《中國環(huán)境狀況公報》 表明，我國7大水系中滿足地表水111類標(biāo)準(zhǔn)的斷面僅占30%左右，而幾乎喪失 水體功能的劣V類水?dāng)嗝孢_(dá)到40%。同時，由于工業(yè)的發(fā)展和安全防范措施的 滯后，近年來我國水污染事件頻繁發(fā)生。如2005年，吉林石化分公司雙苯廠爆 炸造成松花江重大水環(huán)境污染事件，嚴(yán)重干擾了沿岸數(shù)百萬居民的正常生產(chǎn)生 活，影響了社會穩(wěn)定。為了解決有機廢水排放及大量有機液體突發(fā)排放對水環(huán) 境的污染問題，急需開發(fā)經(jīng)濟高效有機廢水處理材料和處理技術(shù)。
吸附技術(shù)是目前處理水中難去除污染物的有效方法和熱點技術(shù)。高效吸附 材料是吸附技術(shù)的關(guān)鍵。納米材料因其獨特的納米結(jié)構(gòu)效應(yīng)(表面效應(yīng)、小尺 寸效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)和宏觀量子隧道效應(yīng)等)，可以顯著提高材料的比表面積 和反應(yīng)活性，因而對污染物具有很大的吸附容量和能力，可以用于環(huán)境污染治 理，實現(xiàn)環(huán)境中污染物的去除，是極具潛力的污水處理吸附材料。纖維素和木 質(zhì)素含有大量的羥基、羧基等功能團，能與金屬形成氫鍵，并生成具有獨特納 米結(jié)構(gòu)的金屬-有機絡(luò)合物。因此，本發(fā)明提出了一種利用銅氨溶液和纖維素及 木質(zhì)素等天然高分子材料反應(yīng)制得具有納米結(jié)構(gòu)特性的銅絡(luò)合天然高分子吸附 材料的方法，該材料不僅對水中有機污染物的具有很強的吸附能力和很高的吸 附容量，而且使得造紙等過程中產(chǎn)生的木質(zhì)素和纖維素等天然高分子廢棄材料得到再生利用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種一種銅絡(luò)合天然高分子吸附材料的制備方法。 包括如下步驟
1) 銅鹽溶解于氨水中，制得銅氨溶液，銅離子和氨離子的摩爾比為1: 4， 氨水質(zhì)量百分比濃度為5 30%;
2) 將纖維素溶解于銅氨溶液中，然后加入木質(zhì)素，纖維素在銅氨溶液中的
質(zhì)量百分比濃度0.5% 2%，木質(zhì)素在銅氨溶液中的質(zhì)量百分比濃度1% 20%;
3) 將上述混合物在20 8(TC恒溫下攪拌6 48h，離心過濾，用蒸餾水 洗滌2 3次；
4) 過濾固體產(chǎn)物在50 105'C下烘干；
5) 干燥活化產(chǎn)物經(jīng)研磨、過100目篩，制得銅絡(luò)合天然高分子吸附材料。 所述的銅鹽為硫酸銅或碳酸銅。天然高分子材料為纖維素和木質(zhì)素。氨水質(zhì)
量百分比濃度優(yōu)選為5 20%。纖維素在銅氨溶液中的質(zhì)量百分比濃度優(yōu)選為 0.8% 2%。
木質(zhì)素在銅氨溶液中的質(zhì)量百分比濃度優(yōu)選為5% 20%。
本發(fā)明的優(yōu)點是銅絡(luò)合天然高分子吸附材料對有機物的吸附容量大，對水 中有機污染物同時具有分配作用和表面吸附作用，能夠更有效地吸附去除水中 的有機污染物，也能有效吸附固定突發(fā)排放的有機液體。而且，該材料制備能利 用造紙等過程中產(chǎn)生的木質(zhì)素和纖維素等天然高分子廢棄材料，使得可再生廢 棄資源得到再生利用。
具體實施方式
現(xiàn)以下述實例說明本發(fā)明。 實施例1
在1000ml碘量瓶中，將60g七水硫酸銅溶解于700ml質(zhì)量濃度為5%的氨 水中配制成銅氨溶液。將3.5g纖維素溶解于銅氨溶液中配制成含纖維素質(zhì)量濃 度為0.5%的銅氨溶液，然后將7g木質(zhì)素加入到該溶液中，在2(TC恒溫攪拌振 蕩48h，產(chǎn)物經(jīng)過濾，用蒸餾水洗滌2次，濾干后，在50。C下烘干，經(jīng)研磨， 過100目篩，制得銅絡(luò)合天然高分子吸附材料。該材料對水中萘酚的吸附容量 大于1.6g/g，對廢水中菲的吸附容量大于30mg/g。 實施例2
在1000ml碘量瓶中，將220g碳酸銅溶解于700ml質(zhì)量濃度為20%的氨水 中配制成銅氨溶液。將14g纖維素溶解于銅氨溶液中配制成含纖維素質(zhì)量濃度為2%的銅氨溶液，然后將140g木質(zhì)素加入到該溶液中，在80'C恒溫攪拌振蕩 6h，產(chǎn)物經(jīng)過濾，用蒸餾水洗滌2次，濾干后，在105r下烘干，經(jīng)研磨，過 100目篩，制得銅絡(luò)合天然高分子吸附材料。該材料對水中萘酚的吸附容量大于 1.5g/g，對廢水中菲的吸附容量大于25mg/g。 實施例3
在1000ml碘量瓶中，將330g碳酸銅溶解于700ml質(zhì)量濃度為30%的氨水 中配制成銅氨溶液。將14g纖維素溶解于銅氨溶液中配制成含纖維素質(zhì)量濃度 為2%的銅氨溶液，然后將50g木質(zhì)素加入到該溶液中，在80'C恒溫攪拌振蕩 6h,產(chǎn)物經(jīng)過濾，用蒸餾水洗滌2次，濾干后，在105。C下烘干，經(jīng)研磨，過 100目篩，制得銅絡(luò)合天然高分子吸附材料。該材料對水中萘酚的吸附容量大于 1.5g/g，對廢水中菲的吸附容量大于25mg/g。 實施例4
在1000ml碘量瓶中，將240g七水硫酸銅溶解于700ml質(zhì)量濃度為20%的 氨水中配制成銅氨溶液。將5.6g纖維素溶解于銅氨溶液中配制成含纖維素質(zhì)量 濃度為0.8%的銅氨溶液，然后將35g木質(zhì)素加入到該溶液中，在3(TC恒溫攪拌 振蕩48h，產(chǎn)物經(jīng)過濾，用蒸餾水洗滌2次，濾干后，在80'C下烘干，經(jīng)研磨， 過100目篩，制得銅絡(luò)合天然高分子吸附材料。該材料對水中萘酚的吸附容量 大于1.5 g/g，對廢水中菲的吸附容量大于20mg/g。 實施例5
在1000ml碘量瓶中，將200g七水硫酸銅溶解于500ml質(zhì)量濃度為25%的 氨水中配制成銅氨溶液。將6g纖維素溶解于銅氨溶液中配制成含纖維素質(zhì)量濃 度為1.2%的銅氨溶液，然后將5g木質(zhì)素加入到該溶液中，在30'C恒溫攪拌振 蕩24h，產(chǎn)物經(jīng)過濾，用蒸餾水洗滌2次，濾干后，在105。C下烘干，經(jīng)研磨， 過100目篩，制得銅絡(luò)合天然高分子吸附材料。該材料對水中萘酚的吸附容量 大于1.5g/g，對廢水中菲的吸附容量大于20mg/g。 實施例6
在1000ml碘量瓶中，將180g七水硫酸銅溶解于500ml質(zhì)量濃度為15%的 氨水中配制成銅氨溶液。將8g纖維素溶解于銅氨溶液中配制成含纖維素質(zhì)量濃 度為1.6%的銅氨溶液，然后將15g木質(zhì)素加入到該溶液中，在30'C恒溫攪拌振 蕩48h，產(chǎn)物經(jīng)過濾，用蒸餾水洗滌2次，濾干后，在105'C下烘干，經(jīng)研磨， 過100目篩，制得銅絡(luò)合天然高分子吸附材料。該材料對水中萘酚的吸附容量 大于1.5 g/g，對廢水中菲的吸附容量大于20mg/g。
權(quán)利要求
1.一種銅絡(luò)合天然高分子吸附材料的制備方法，其特征在于包括如下步驟1)銅鹽溶解于氨水中，制得銅氨溶液，銅離子和氨離子的摩爾比為1∶4，氨水質(zhì)量百分比濃度為5～30％；2)將纖維素溶解于銅氨溶液中，然后加入木質(zhì)素，纖維素在銅氨溶液中的質(zhì)量百分比濃度0.5％～2％，木質(zhì)素在銅氨溶液中的質(zhì)量百分比濃度1％～20％；3)將上述混合物在20～80℃恒溫下攪拌6～48h，離心過濾，用蒸餾水洗滌2～3次；4)過濾固體產(chǎn)物在50～105℃下烘干；5)干燥活化產(chǎn)物經(jīng)研磨、過100目篩，制得銅絡(luò)合天然高分子吸附材料。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種銅絡(luò)合天然高分子吸附材料的制備方法，其 特征在于所述的銅鹽為硫酸銅或碳酸銅。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種銅絡(luò)合天然高分子吸附材料的制備方法，其 特征在于所述的天然高分子材料為纖維素和木質(zhì)素。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種銅絡(luò)合天然高分子吸附材料的制備方法，其 特征在于所述的氨水質(zhì)量百分比濃度為5 20%。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種銅絡(luò)合天然高分子吸附材料的制備方法，其 特征在于所說的纖維素在銅氨溶液中的質(zhì)量百分比濃度為0.8% 2%。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種銅絡(luò)合天然高分子吸附材料的制備方法，其 特征在于所說的木質(zhì)素在銅氨溶液中的質(zhì)量百分比濃度為5% 20%。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種銅絡(luò)合天然高分子吸附材料的制備方法。包括如下步驟1)銅鹽溶解于氨水中，制得銅氨溶液；2)將纖維素溶解于銅氨溶液中，然后加入木質(zhì)素；3)將上述混合物在20～80℃恒溫下攪拌6～48h，離心過濾，用蒸餾水洗滌2～3次；4)過濾固體產(chǎn)物在50～105℃下烘干；5)干燥活化產(chǎn)物經(jīng)研磨、過100目篩，制得銅絡(luò)合天然高分子吸附材料。本發(fā)明所制備的銅絡(luò)合天然高分子吸附材料對水中有機污染物的吸附能力強，吸附容量大，可以在難降解有機廢水處理及大量有機液體突發(fā)排放吸附固定處理中得到推廣使用，同時使得造紙等過程中產(chǎn)生的木質(zhì)素和纖維素等天然高分子廢棄材料得到再生利用。
文檔編號B01J20/24GK101279245SQ20081005907
公開日2008年10月8日 申請日期2008年1月9日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月9日
發(fā)明者景青鋒, 坤 楊, 鄔文浩 申請人:浙江大學(xué)