改性纖維素類(lèi)吸附劑（一）

1、改性纖維素類(lèi)吸附劑（一） 改性纖維素類(lèi)吸附劑 結(jié)構(gòu)式纖維素是以d-吡喃葡萄糖基通過(guò)-1，4苷鍵銜接起來(lái)的具有線(xiàn)性結(jié)構(gòu)的高分子化合物，由碳(44.4%)、氫(6.2%)和氧(49.4%)三種元素組成，它的化學(xué)式為c6h10o5，化學(xué)結(jié)構(gòu)的試驗(yàn)分子式為(c6h10o5)n(n為d-吡喃葡萄糖酐的數(shù)目，即聚合度)。其結(jié)構(gòu)式如下： 物化性質(zhì)因?yàn)槠涓叨冉Y(jié)晶及其羥基之間形成分子間氫鍵的結(jié)果，使纖維素具有相當(dāng)硬的線(xiàn)性棒狀結(jié)構(gòu)，因此纖維素很難為常規(guī)溶劑所挺直溶解，纖維素不溶于水和普通有機(jī)溶劑。盡管纖維素不溶于水，但因?yàn)樽匀焕w維素分子鏈上存在大量的羥基，使其具有強(qiáng)的親水性能。普通自然纖維素的含水率為8%9%，而

2、相對(duì)濕度達(dá)到100%時(shí)，含水率可達(dá)23%。 制備辦法挺直利用自然纖維素為吸附劑，吸附容量小，挑選性低，為了使纖維素達(dá)到人們所預(yù)期的吸附功能，對(duì)纖維素結(jié)構(gòu)舉行改性，通過(guò)改性后的纖維素適用范圍更大，功能更強(qiáng)。纖維素的化學(xué)改性辦法可歸納為兩類(lèi)：一是普通酯化和醚化，包括乙酰基化、氰乙基化、氨乙基化和羧甲基化等辦法;二是接枝共聚法，包括游離基型的聚合法、陰離子型的聚合法以及縮合開(kāi)環(huán)等。目前纖維素珠體上可引入的基團(tuán)有磺酸基、羧酸、羧甲基、脂肪氨基、氨乙基、氰基、氰乙基、乙?；?、磷酸基、各種氨基型基團(tuán)如乙基偕胺肟基等。 (1)普通酯化、醚化 peterson和sober以棉花纖維粉末為原料通過(guò)挺直醚化法勝利

3、地制備出各類(lèi)粉末狀纖維素離子交換劑，但挺直醚化法反應(yīng)過(guò)程中醚化程度很低，反應(yīng)不易控制。因此目前多采納間接酯化醚化法，通過(guò)、1，3-二氯-2丙醇、(dmcs)等活化劑和纖維素分子上的羥基在控制條件下反應(yīng)活化，活化后的纖維再和需要引進(jìn)的官能團(tuán)反應(yīng)。按照各種文獻(xiàn)報(bào)道用法得最多的活化劑為環(huán)氧氯丙烷。miky等人將紙漿等含纖維素物質(zhì)用環(huán)氧氯丙烷活化后再和二甲胺、反應(yīng)生成堿性吸附樹(shù)脂，可用于染料和金屬離子的吸附。 制備實(shí)例1：改性芝麻稈纖維素吸附劑的制備 芝麻稈經(jīng)水洗，搗爛放入三頸瓶中，加入10%(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同)的hno3，100加熱攪拌2h，減壓抽濾，濾餅水洗后放入三頸瓶中，加入5%的naoh，100

4、加熱攪拌2h，過(guò)濾，濾餅水洗至中性，烘干得白色粉狀芝麻稈纖維素。烘干，備用。取芝麻稈纖維素10g放入三頸瓶中，加入20%的naoh溶液250ml攪拌1h，抽干，濾餅放入三頸瓶中，加入10%的naoh溶液250ml，從滴液漏斗中滴加環(huán)氧氯丙烷25ml，室溫?cái)嚢?4h，過(guò)濾，先用洗，再用水洗至中性，得環(huán)氧基芝麻稈纖維素9.3g。放入三頸瓶中，加入100ml溶解(質(zhì)量含量34.8%)，65的恒溫水浴中攪拌4h，減壓抽濾，丙酮洗，水洗至中性，得改性芝麻稈纖維素8.24g。 制備實(shí)例2：仲胺型硝化纖維素吸附劑的制備 以硝化纖維素為原料，經(jīng)一鍋法醚化和胺化2步反應(yīng)合成了仲胺型硝化纖維素吸附劑。在裝有攪拌器

5、、恒壓滴液漏斗、溫度計(jì)及回流冷凝裝置的四頸燒瓶中，加入110g硝化纖維素、40ml、0.79g環(huán)氧氯丙烷，3.5ml蒸餾水，充分?jǐn)嚢?。升溫?5，在此溫度下徐徐滴加7.7mg高氯酸和3.4ml水，延續(xù)反應(yīng)3h。然后將反應(yīng)體系降溫至70，在此溫度下加入0.60ml乙二胺，反應(yīng)3.5h后冷卻，加水使產(chǎn)物沉淀、過(guò)濾。先用水洗至濾液ph=6.0，然后用乙醇脫水及洗去未反應(yīng)的硝化纖維素，60下烘干，得0.65g仲胺型硝化纖維素吸附劑，產(chǎn)率65%。 制備實(shí)例3：谷糠纖維素硫酸單酯的制備 將谷糠用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的硫酸煮沸2h，抽濾、水洗至中性，再用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4%的氫氧化鈉沸煮半小時(shí)，水洗、干燥后得到谷糠纖維素。在裝有回流冷凝管和攪拌器的三頸瓶中加入2g谷糠纖維素、8ml環(huán)氧氯丙烷、40ml 3mol/l氫氧化鈉，舉行加熱回流1.5h，并抽濾、水洗、干燥后得到交聯(lián)谷糠纖維素。然后取5ml濃硫酸與6ml戊醇混合，加入到盛有1g交聯(lián)谷糠纖維素的錐形瓶中，在15下反應(yīng)1h，而后轉(zhuǎn)移到砂芯漏斗中抽濾、水洗干燥后可得到谷糠纖維素強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換劑。 制備實(shí)例4：巰基纖維素吸附劑的制備 在1l磨口廣口瓶中依次加入分析純的巰基乙酸400ml、乙酸酐240ml、160ml、濃硫酸0.6ml，充分混勻(這時(shí)有放熱反應(yīng)發(fā)生)，冷卻至室溫，加入60g脫脂棉，浸泡徹低