一种纤维状异相Fenton反应催化剂的制造方法与流程

文档序号:12872405阅读:436来源:国知局

本发明属于纺织材料领域中功能纤维材料的设计与制造,涉及一种纤维状异相fenton反应催化剂的制备,具体为一种可催化氧化剂(如过氧化氢、臭氧等)快速、高效氧化分解多种染料、可重复使用、易于与水体分离的纤维的制造方法。该制造方法综合运用了沉淀聚合、湿法纺丝、渗透能力提升、铁离子络合等技术,所得纤维可用于染料废水等含有机物水体的处理。



背景技术:

纺织印染行业生产过程工序复杂,是典型的高耗水产业,每年需消耗近亿吨水,由此产生了大量染料废水,引起了严重的环境问题,染料废水成为全球性的主要环境污染物之一(guangweizhang,idzumiokajima,takeshisako,decompositionanddecolorationofdyeingwastewaterbyhydrothermaloxidation,thejournalofsupercriticalfluids,2016,112(1):136-142;sentai,m,hk,etal.,removalofantimicrobialsusingadvancedwastewatertreatment,journalofhazardousmaterials,2011,192(1):319-328)。染料废水的成分十分复杂,具有水量大、水质变化大、有机物含量高、色度高、可生化性差等特点,且多含具有生物毒性或“三致性”(致癌、致畸和致突变性)的有机物,不仅对水体的污染日趋严重,也严重威胁人类及其他生物体的健康,在这样情况下,传统染料废水处理方法已不能满足生产和环保的要求,因此,目前染料废水处理领域迫切需要寻求高效、低成本的处理材料及技术(ayf,catalkayaec,kargif,astatisticalexperimentdesignapproachforadvancedoxidationofdirectredazo-dyebyphoto-fentontreatment,2009,162(1):230-236)。

20世纪80年代以来,以生成·oh为标志的高级氧化技术引起了世界各国环境科技界的重视,其中fenton法由于具有反应迅速、氧化能力强、脱色效果好和灵活性强等特点,被认为是目前应用广泛且极具发展潜力的染料废水处理方法之一。fenton体系通过fe2+与h2o2反应生成具有高反应活性的·oh,而·oh具有仅次于氟的强氧化能力,可以氧化分解有机污染物,其作为氧化过程的中间产物,可以诱发后面的链式反应,使某些难生物降解的物质转变成容易生物处理的物质,并且破坏染料的发色或助色基团,使其失去发色能力,从而使有色物质降解,将有机污染物彻底无害化为二氧化碳和水。fenton体系所需的化学反应条件温和、容易实现,并且氧化反应没有引入其他有毒有害物质,为染料废水的治理开辟了新的途径(ayoubk,nélieus,hullebuschedv,etal.,tntoxidationbyfentonreaction:reagentratioeffectonkineticsandearlystagedegradationpathways,chemicalengineeringjournal,2011,173(2):309-317)。

目前,fenton反应体系主要包括均相和异相两大反应体系,为进一步提高有机物的去除效果,将光学、超声波技术以及电化学技术等融入到fenton反应中形成新型均相fenton反应体系(babuponnusamia,muthukumark,areviewonfentonandimprovementstothefentonprocessforwastewatertreatment,journalofenvironmentalchemicalengineering,2014,2(1):557-572;hanz,dongy,dongs,copper-ironbimetalmodifiedpanfibercomplexesasnovelheterogeneousfentoncatalystsfordegradationoforganicdyeundervisiblelightirradiation,journalofhazardousmaterials,2011,189(1-2):241-248),但普通均相fenton反应体系具有成本以及技术可行性方面的绝对优势,因此仍是fenton法处理染料废水时常用的反应体系。对于普通均相fenton反应体系而言,有严格的低ph要求,均相催化剂与反应物,反应产物混合,致使使用后催化剂难以分离,并产生大量铁泥,浪费反应资源,且提高使用成本,限制了均相fenton反应体系的应用。

随着对fenton反应体系中催化剂研究的深入以及人类环保意识的增强,将二价或三价铁离子、其他离子以及复合离子负载在一定的载体上,形成异相fenton反应催化剂,异相fenton反应体系可在宽ph范围内处理染料废水,即首先将有机物分子吸附到催化剂表面,在活性组分与h2o2的作用下,有机物分子分解,降解后的产物脱附并返回到溶液中,进而完成污染物处理,而异相fenton反应催化剂可轻易与水体系分离,进而可多次重复使用,在这一过程中,由于洗脱的铁离子量极少,故不会产生大量铁泥(zengx,lemleyat,fentondegradationof4,6-dinitro-o-cresolwithfe2+-substitutedion-exchangeresin,journalofagricultural&foodchemistry,2009,57(9):3689-3694)。由此可知,异相fenton反应体系既保留了均相fenton反应的优点,又显著弥补了其不足,在大大简化处理流程基础上,可极大地扩大废水处理范围,已成为fenton法处理有机废水的一个重要发展方向,也必将在废水处理中发挥积极作用,具有极好的应用前景。

近年来,制备异相fenton反应催化剂的载体材料主要有有机材料、无机材料、铁氧化物等。nafion膜是一种由全氟磺酸阴离子聚合物构成的阳离子交换膜,是制备异相fenton反应催化剂常用的有机载体材料,具有耐热、耐腐蚀和强度高等优点,但由于nafion膜价格昂贵,实际应用中还需考虑膜的抗氧化能力和膜污染等问题,这些缺陷均限制了其在异相fenton反应催化剂载体材料方面的应用(吴伟,吴程程,赵雅萍,非均相fenton技术降解有机污染物的研究进展,环境科学与技术,2010,06:99-104);此外,一些高分子有机化合物如海藻酸钠等,也可作为固定载体(cruza,coutol,esplugass,etal.,studyofthecontributionofhomogeneouscatalysisonheterogeneousfe(iii)/alginatemediatedphoto-fentonprocess,chemicalengineeringjournal,2016,318:272-280),但该类载体难以经受·oh的氧化腐蚀。无机材料中,氧化铝是一种常见的催化剂载体,分子筛也常被用作催化剂载体(周亚梁,黄东月,芬顿反应技术的类型及研究进展,广东化工,2013,40(1):74-74);粘土,主要成分是高岭土,常作为铁离子的载体(李环宇,非均相fenton反应处理有机污染物的研究进展,建筑与预算,2015,06:47-50),以无机材料为载体的异相fenton反应催化剂具有成本低,比表面积高和吸附能力强等优势,但催化剂制备过程复杂,粉末催化剂难以回收,其应用受到制约。铁氧化物主要存在于自然矿石中,磁性材料有磁铁矿、磁赤铁矿、钙钛矿、纤铁矿和尖晶石等,非磁性材料有赤铁矿和针铁矿等,铁氧化物具有比表面积大、催化活性高、回收率高等特点,可作为异相fenton反应催化剂(khataeea,taseidifarm,khorrams,etal.,preparationofnanostructuredmagnetitewithplasmafordegradationofacationictextiledyebytheheterogeneousfentonprocess,journalofthetaiwaninstituteofchemicalengineers,2015,53:132-139;munozm,pedrozmd,casasja,etal.,preparationofmagnetite-basedcatalystsandtheirapplicationinheterogeneousfentonoxidation-areview,appliedcatalysisbenvironmental,2015,176:249-265),但铁氧化物fenton反应体系受ph影响较大,在酸性条件下,铁离子的溶出能诱发h2o2产生·oh,但溶出的铁离子最终会生成铁泥,造成二次污染,限制其进一步应用。

在上述背景下,研究和开发新型载体材料,以制得综合性能优异的异相fenton反应催化剂,变得极具实际价值,因此,本课题组申请的中国发明专利(申请号cn201610343242.x)以丙烯酸为主功能单体,甲基丙烯酸羟乙酯为辅助功能单体,采用沉淀聚合法合成了丙烯酸-甲基丙烯酸羟乙酯共聚物,并采用湿法纺丝法纺制了纤维,利用纤维吸附、固定fe2+,制备了fenton反应催化剂,该fenton反应催化剂在催化氧化剂(如过氧化氢、臭氧等)氧化分解染料过程中,染料去除效率随使用次数的增多而急剧下降,第五次使用结束时染料去除效率仅为10%,由此可见,采用专利201610343242.x所述方法制备的fenton反应催化剂重复使用性差,经电感耦合等离子发射光谱仪研究发现,采用专利201610343242.x所述方法制备的fenton反应催化剂在催化氧化剂(如过氧化氢、臭氧等)氧化分解染料过程中,大量铁离子被洗脱,不具备异相fenton反应催化剂的特征。究其原因在于:吸附、固定铁离子前,专利201610343242.x所述纤维已形成致密的结构,这种致密结构对铁离子由溶液到纤维内部的渗透产生了层层阻力,致使在有限时间内难以吸附、固定更多的铁离子,而被吸附、固定的铁离子又多存在于纤维表面,难以进入纤维内部,在应用过程中,导致铁离子易被洗脱,难以重复使用。基于上述发现,本发明采用新的工艺将疏松多孔结构赋予成形后的纤维,以减小铁离子吸附、固定时的渗透阻力,从而在有限的时间内使纤维内部饱含铁离子,铁离子负载量增加,同时由于羧基、羟基与铁离子之间的强络合作用以及纤维表面的束缚作用,极大降低了应用时铁离子的洗脱量,赋予成品纤维极好的重复使用性,使其成为真正意义上的异相fenton反应催化剂,以期用于染料废水等含有机物水体的处理,为上述水体的达标排放开发新的处理材料。



技术实现要素:

针对现有技术的不足,本发明拟解决的技术问题是,提供一种纤维状异相fenton反应催化剂的制造方法。该制造方法首先在前期技术发明基础上选用合适的单体,采用沉淀聚合法合成富含特殊官能团(羧基、羟基等)的聚合物,随后将聚合物溶于可溶性碱水溶液中,以此溶液为纺丝原液,以无机酸水溶液为凝固介质,采用湿法纺丝技术纺制纤维,再经特殊工艺处理,将疏松多孔结构赋予纤维,在可溶性亚铁盐水溶液中,由于疏松多孔结构引发的低渗透阻力,铁离子快速由溶液进入纤维内部,且与羧基、羟基络合,再加上纤维表面的束缚,使铁离子牢固地固定于纤维内部,铁离子不易被洗脱,纤维具有了异相fenton反应催化功能。所得纤维与常规fenton反应催化剂相比,除具有纤维用量少、h2o2消耗量低、ph适用范围广、染料等有机物去除率高、去除速度快等优点外,还具有可非织造或纺织加工、使用方便,可轻易回收等优点;与专利201610343242.x中所得纤维状fenton反应催化剂相比,重复使用性显著提高,应用成本降低,更加满足工业实用性的要求。

本发明解决所述技术问题的技术方案是:设计一种纤维状异相fenton反应催化剂的制造方法,其工艺过程如下:

(1)沉淀聚合工艺:称取两份单体1,分别将其置于适宜的烧杯a,b中,使烧杯a中的单体1与烧杯b中的单体1质量之比为10∶0~0∶10,不包括两个端点,称取一定质量的单体2,使单体2与两份单体1的总质量之比为0∶10~4∶6,不包括0∶10,并将单体2倒入上述烧杯a中,称取一定质量的引发剂,使引发剂质量为烧杯a中单体1和单体2总质量的0.2~2%,并将其加入到上述烧杯a中,搅拌直至引发剂完全溶解于单体中,再次称量引发剂,使引发剂质量为上述烧杯b中单体1质量的0.2~2%,并加入到上述烧杯b,搅拌直至引发剂完全溶解于单体中,称取适量去离子水,使其与单体1和单体2总质量之比为1∶2~2∶1,并将其缓慢加入到上述烧杯a中,搅拌使烧杯a中的液体混合均匀,随后将混合体系转移至聚合釜中,通入氮气以排净聚合釜中残留的空气,开启搅拌,开启聚合釜加热系统,待聚合釜中液体温度升高至70~95℃时,将烧杯b中含引发剂的单体1逐滴滴加到聚合釜中,滴加时间控制在10~60min之内,滴加结束后,继续反应1~4h,取出胶状产物,用去离子水洗涤一次以上,除去未反应的单体以及低聚物,于真空干燥机中40~80℃条件下干燥48~96h后,在高速粉碎机中充分研磨,制得粉末状聚合物,并密封备用;

所述单体1为丙烯酸、甲基丙烯酸、顺丁烯二酸酐中的一种;

所述单体2为甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯中的一种;

所述引发剂为过氧化苯甲酰、偶氮二异丁腈、异丙苯过氧化氢、叔丁基过氧化氢、过氧化二异丙苯、过氧化二叔丁基中的一种;

(2)湿法纺丝工艺:称取一定质量去离子水,将其置于适宜的烧杯中,称取一定质量可溶性碱,使可溶性碱与去离子水的质量之比为0.0001∶9.9999~9.5000∶0.5000,将其加入到上述含有去离子水的烧杯中,待可溶性碱完全溶解后制得溶剂;称取一定质量步骤(1)中制得的聚合物粉末,使聚合物与上述溶剂的质量之比为0.1∶10~3∶10,将聚合物加入到上述含有溶剂的烧杯中,在40~80℃下进行磁力搅拌,待聚合物完全溶解于溶剂中后,停止搅拌并冷却至室温,制得纺丝原液;量取一定体积的去离子水,将其置于凝固浴中,量取一定体积的无机酸,使无机酸与去离子水的体积之比为0.2∶9.8~9.8∶0.2,将其缓慢地倒入上述凝固浴中,搅拌使去离子水和无机酸混合均匀,自然冷却至室温制得凝固介质;将聚四氟乙烯喷丝组件浸没于凝固介质中,利用蠕动泵将上述纺丝原液驱动至聚四氟乙烯喷丝组件中,以形成纺丝细流,纺丝细流在凝固浴中凝固成丝,充分干燥后,即可获得附着有无机酸盐的纤维;

所述无机酸为硫酸、硝酸、盐酸、磷酸中的一种;

所述可溶性碱为氢氧化钠、氢氧化锂、氢氧化钾、氢氧化钡中的一种;

(3)特殊处理工艺:a工艺,用去离子水反复洗涤步骤(2)中制得的纤维,以除去附着在纤维表面的无机酸盐,当洗涤过纤维的去离子水ph值接近7时,将洗好的纤维浸没于一定质量的去离子水中,使纤维在去离子水中充分溶胀,将上述溶胀纤维置于真空冷冻干燥设备中进行冷冻、干燥,冷阱温度为-80℃~-40℃,冷冻时间为12~36h,真空度为0pa~100pa,干燥时间为12~36h,待纤维充分干透,制得具有疏松多孔结构纤维;b工艺,用去离子水反复洗涤步骤(2)中制得的纤维,以除去附着在纤维表面的无机酸盐,当洗涤过纤维的去离子水ph值接近7时,将洗好的纤维置于自然环境下干燥24~96h,称取一定质量的去离子水,将其置于适宜烧杯中,再称取一定量的可溶性碱,将可溶性碱加入到上述去离子水中,搅拌至可溶性碱完全溶解,制得质量百分比浓度为0.01%~3%的可溶性碱水溶液,将自然风干的纤维浸没于可溶性碱水溶液中,以使纤维充分溶胀,随后用去离子水反复洗涤纤维,直至洗涤过纤维的去离子水ph值接近7,制得具有疏松多孔结构纤维;c工艺,用去离子水反复洗涤步骤(2)中制得的纤维,以除去附着在纤维表面的无机酸盐,当洗涤过纤维的去离子水ph值接近7时,将洗好的纤维浸没于一定质量的去离子水中,使纤维在去离子水中充分溶胀,制得具有疏松多孔结构纤维;

所述可溶性碱为氢氧化钠、氢氧化锂、氢氧化钾、氢氧化钡中的一种;

(4)络合工艺:称取一定质量去离子水,将其置于适宜烧杯中,再称取与去离子水质量比为0∶10~10∶0的可溶性亚铁盐,不包括两个端点,将其加入到上述去离子水中,搅拌至可溶性亚铁盐完全溶解;取步骤(3)中a工艺或者b工艺或者c工艺制得的纤维,使纤维与上述可溶性亚铁盐水溶液质量之比为0∶10~10∶10,不包括0∶10,并将纤维浸没于可溶性亚铁盐水溶液中,在20~80℃下使纤维与铁离子进行络合,络合几秒~300min后,立即将纤维从亚铁盐水溶液中取出,并置于真空干燥机中在20~50℃条件下干燥1~3h,制得纤维状异相fenton反应催化剂;

所述可溶性亚铁盐为氯化亚铁、硫酸亚铁、硝酸亚铁中的一种。

与现有技术产品相比,首先,本发明所得纤维在形态上具有突出优势,现阶段,异相fenton反应催化剂多为粉末状或颗粒状,形态单一且制备过程繁杂,应用后,需借助过滤、离心等手段分离催化剂,否则催化剂极易残留于水中而造成二次污染,应用成本显著提升,本发明所得纤维在处理染料废水等含有机物水体时,可直接将其投放到废水中完成对废水的处理,应用后可轻易回收,不易对环境造成二次污染,经干燥处理,可多次使用,又极大地降低了使用成本,且可经纺织或者非织造加工制成多种形态产品,能满足不同应用领域对形态的需求;其次,本发明所得纤维极亲水,具有疏松多孔结构,比表面积极大,而活性物种铁离子在纤维内部分散极为均匀,故与含有机物废水接触后,在亲水大比表面积、分散均匀活性物种作用下,与现有异相fenton反应催化剂相比,含有机物水体处理效果更好,此外,与同类型湿法纺丝法纤维制得的fenton反应催化剂相比,本发明所得纤维具有疏松多孔结构,在极短的时间内可负载更多的铁离子,这种情况下,可快速催化氧化剂(如过氧化氢、臭氧等)生成大量·oh等活性氧物种,进而以极快的速度高效氧化分解有机物,实现对水体的快速、有效净化,同时,由于羧基、羟基与铁离子的强络合作用,再加上纤维表面的束缚,铁离子难以逃离纤维内部,致使应用时铁离子洗脱量急剧降低,可重复使用性显著提高,应用成本降低,应用前景更为突出;最后,在申请人检索的范围内,尚未见到采用本发明所述工艺制造纤维状异相fenton反应催化剂的相关文献报道。

具体实施方式

下面结合实施例进一步叙述本发明:本发明设计的一种纤维状异相fenton反应催化剂的制造方法(以下简称制造方法)涉及沉淀聚合、湿法纺丝、渗透能力提升、铁离子络合等工艺技术的综合应用,旨在解决现有的纤维状fenton反应催化剂因制备时铁离子负载效率低、应用时铁离子易被洗脱等缺陷导致的重复使用性差等问题,为染料废水等含有机物水体治理创造新的材料,其工艺过程或步骤如下:

(1)沉淀聚合工艺:称取两份单体1,分别将其置于适宜的烧杯a,b中,使烧杯a中的单体1与烧杯b中的单体1质量之比为10∶0~0∶10,不包括两个端点,称取一定质量的单体2,使单体2与两份单体1的总质量之比为0∶10~4∶6,不包括0∶10,并将单体2倒入上述烧杯a中,称取一定质量的引发剂,使引发剂质量为烧杯a中单体1和单体2总质量的0.2~2%,并将其加入到上述烧杯a中,搅拌直至引发剂完全溶解于单体中,再次称量引发剂,使引发剂质量为上述烧杯b中单体1质量的0.2~2%,并加入到上述烧杯b,搅拌直至引发剂完全溶解于单体中,称取适量去离子水,使其与单体1和单体2总质量之比为1∶2~2∶1,并将其缓慢加入到上述烧杯a中,搅拌使烧杯a中的液体混合均匀,随后将混合体系转移至聚合釜中,通入氮气以排净聚合釜中残留的空气,开启搅拌,开启聚合釜加热系统,待聚合釜中液体温度升高至70~95℃时,将烧杯b中含引发剂的单体1逐滴滴加到聚合釜中,滴加时间控制在10~60min之内,滴加结束后,继续反应1~4h,取出胶状产物,用去离子水洗涤一次以上,除去未反应的单体以及低聚物,于真空干燥机中40~80℃条件下干燥48~96h后,在高速粉碎机中充分研磨,制得粉末状聚合物,并密封备用;

(2)湿法纺丝工艺:称取一定质量去离子水,将其置于适宜的烧杯中,称取一定质量可溶性碱,使可溶性碱与去离子水的质量之比为0.0001∶9.9999~9.5000∶0.5000,将其加入到上述含有去离子水的烧杯中,待可溶性碱完全溶解后制得溶剂;称取一定质量步骤(1)中制得的聚合物粉末,使聚合物与上述溶剂的质量之比为0.1∶10~3∶10,将聚合物加入到上述含有溶剂的烧杯中,在40~80℃下进行磁力搅拌,待聚合物完全溶解于溶剂中后,停止搅拌并冷却至室温,制得纺丝原液;量取一定体积的去离子水,将其置于凝固浴中,量取一定体积的无机酸,使无机酸与去离子水的体积之比为0.2∶9.8~9.8∶0.2,将其缓慢地倒入上述凝固浴中,搅拌使去离子水和无机酸混合均匀,自然冷却至室温制得凝固介质;将聚四氟乙烯喷丝组件浸没于凝固介质中,利用蠕动泵将上述纺丝原液驱动至聚四氟乙烯喷丝组件中,以形成纺丝细流,纺丝细流在凝固浴中凝固成丝,充分干燥后,即可获得附着有无机酸盐的纤维;

(3)特殊处理工艺:a工艺,用去离子水反复洗涤步骤(2)中制得的纤维,以除去附着在纤维表面的无机酸盐,当洗涤过纤维的去离子水ph值接近7时,将洗好的纤维浸没于一定质量的去离子水中,使纤维在去离子水中充分溶胀,将上述溶胀纤维置于真空冷冻干燥设备中进行冷冻、干燥,冷阱温度为-80℃~-40℃,冷冻时间为12~36h,真空度为0pa~100pa,干燥时间为12~36h,待纤维充分干透,制得具有疏松多孔结构纤维;b工艺,用去离子水反复洗涤步骤(2)中制得的纤维,以除去附着在纤维表面的无机酸盐,当洗涤过纤维的去离子水ph值接近7时,将洗好的纤维置于自然环境下干燥24~96h,称取一定质量的去离子水,将其置于适宜烧杯中,再称取一定量的可溶性碱,将可溶性碱加入到上述去离子水中,搅拌至可溶性碱完全溶解,制得质量百分比浓度为0.01%~3%的可溶性碱水溶液,将自然风干的纤维浸没于可溶性碱水溶液中,以使纤维充分溶胀,随后用去离子水反复洗涤纤维,直至洗涤过纤维的去离子水ph值接近7,制得具有疏松多孔结构纤维;c工艺,用去离子水反复洗涤步骤(2)中制得的纤维,以除去附着在纤维表面的无机酸盐,当洗涤过纤维的去离子水ph值接近7时,将洗好的纤维浸没于一定质量的去离子水中,使纤维在去离子水中充分溶胀,制得具有疏松多孔结构纤维;

(4)络合工艺:称取一定质量去离子水,将其置于适宜烧杯中,再称取与去离子水质量比为0∶10~10∶0的可溶性亚铁盐,不包括两个端点,将其加入到上述去离子水中,搅拌至可溶性亚铁盐完全溶解;取步骤(3)中a工艺或者b工艺或者c工艺制得的纤维,使纤维与上述可溶性亚铁盐水溶液质量之比为0∶10~10∶10,不包括0∶10,并将纤维浸没于可溶性亚铁盐水溶液中,在20~80℃下使纤维与铁离子进行络合,络合几秒~300min后,立即将纤维从亚铁盐水溶液中取出,并置于真空干燥机中在20~50℃条件下干燥1~3h,制得纤维状异相fenton反应催化剂。

本发明制造方法所述的单体1为丙烯酸、甲基丙烯酸、顺丁烯二酸酐中的一种,由单体1聚合生成的聚合物含有大量羧酸基,可在水中电离成带负电的羧酸阴离子,进而与亚铁离子进行络合,使亚铁离子牢固地结合于纤维表面及内部,因此,本发明制造方法中所述的单体1是用来保障所合成聚合物具有络合亚铁离子功能的。本发明制造方法所述的单体1优选丙烯酸,原因如下:①丙烯酸是最简单的不饱和羧酸,也是聚合速度非常快的乙烯类单体;②甲基丙烯酸受热分解时会产生有毒气体,这种气体能与空气形成爆炸混合物;③顺丁烯二酸酐有强烈的刺激气味,而且有毒,能刺激皮肤及黏膜,严重时导致视力减退甚至失明;基于上述三方面原因,本发明制造方法所述的单体1优选丙烯酸。

本发明制造方法所述的单体2为甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯中的一种,只用单体1进行聚合,聚合过程中体系粘度会急剧增大,甚至产生爆聚,难以获得分子量和分子量分布适宜的可纺丝聚合产物,即使获得了单体1的均聚物,该均聚物溶于水,但其水溶液难以凝固,给纺丝成形带来了极大困难,由此,单体2一方面是用来改善体系的聚合温和程度,另一方面是用来改善所得聚合物的纺丝可纺性,此外,单体2含有活性基团羟基,羟基与亚铁离子也有强络合作用,因此,单体2的引入又可以增强纤维对亚铁离子的固定牢度。本发明制造方法所述的单体2优选甲基丙烯酸羟乙酯,原因如下:与甲基丙烯酸羟丙酯相比,甲基丙烯酸羟乙酯具有乙烯基和羟基,是一种高活性含官能团单体,而且是无毒化学品,广泛用作牙科、骨科、隐形眼镜等医用材料。

本发明制造方法所述的引发剂为过氧化苯甲酰、偶氮二异丁腈、异丙苯过氧化氢、叔丁基过氧化氢、过氧化二异丙苯、过氧化二叔丁基中的一种,选择引发剂的原则包括:①根据聚合温度选择半衰期适当的引发剂,使聚合时间适中,以聚合釜的传热能力为基础,在保证温度控制和避免爆聚的前提下,应尽可能选用高活性的引发剂,即半衰期较短的引发剂,以提高聚合速率,缩短聚合时间,同时可降低聚合温度和减少引发剂用量;②还应该考虑引发剂对聚合物质量有无影响、引发剂有无毒性、使用和贮存过程中是否安全等问题。众所周知,过氧化二叔丁基在100℃时的半衰期为218h,过氧化二异丙苯在115℃时的半衰期为12.3h,叔丁基过氧化氢在154.5℃时的半衰期为44.8h,异丙苯过氧化氢在125℃时的半衰期为21h,偶氮二异丁腈在100℃时的半衰期为0.1h,过氧化苯甲酰在125℃时的半衰期为0.42h,且温度降低半衰期延长,温度升高半衰期缩短。本发明涉及的聚合反应温度范围为70~95℃,时间为1~4h,针对上述温度区间及要求的反应时间,过氧化苯甲酰的半衰期均较为合适,可保证在涉及的聚合时间内就能达到理想的聚合程度,且由于过氧化苯甲酰属低毒化学品,使用和贮存相对安全,故本发明优选的引发剂为过氧化苯甲酰。

本发明制造方法所述的无机酸为硫酸、硝酸、盐酸、磷酸中的一种,本发明制造方法所述的无机酸优选硫酸,原因如下:①与硝酸、盐酸、磷酸相比,硫酸性质稳定,不会见光分解,不易挥发,不会潮解,无刺激性气味,更利于工业实施;②与硝酸、盐酸、磷酸相比,本发明制得的聚合物溶液在硫酸凝固浴中凝固成纤所用时间短,而且成纤性最好,收丝极为容易,故本发明制造方法所述的无机酸优选硫酸。

本发明制造方法所述的可溶性碱为氢氧化钠、氢氧化锂、氢氧化钾、氢氧化钡中的一种,本发明制造方法所述的可溶性碱优选氢氧化钠,原因如下:①与氢氧化锂、氢氧化钾相比,氢氧化钠价格低廉、易得,更利于工业实施;②与氢氧化钡相比,在溶剂制备、溶解聚合物以及溶胀纤维过程中,氢氧化钠虽与空气中的二氧化碳反应,但生成物是水溶性的,不易残留在纤维上,而氢氧化钡与空气中二氧化碳反应生成物不溶于水,极易残留在纤维上,对其后续应用造成影响;基于上述两方面原因,本发明制造方法所述的可溶性碱优选氢氧化钠。

本发明制造方法所述的可溶性亚铁盐为氯化亚铁、硫酸亚铁、硝酸亚铁中的一种,本发明制造方法所述的可溶性亚铁盐优选氯化亚铁,原因如下:与硫酸亚铁、硝酸亚铁相比,氯化亚铁水溶性更好、更稳定,更利于工业实施,基于上述原因,本发明制造方法所述的可溶性亚铁盐优选氯化亚铁。

下面给出具体实施例,以进一步详细描述本发明,但本申请权利要求保护范围不受具体实施例的限制。

对比例

本对比例按照专利201610343242.x所述工艺进行样品制备,即称取一份丙烯酸,质量为35g,将其置于适宜的烧杯a中,称取15g甲基丙烯酸羟乙酯,并将甲基丙烯酸羟乙酯倒入上述烧杯a中,称取0.25g过氧化苯甲酰,将其加入到上述烧杯a中,搅拌直至过氧化苯甲酰完全溶解于单体中,称取50g去离子水,将其缓慢加入到上述烧杯a中,搅拌使烧杯a中的液体混合均匀,随后将混合体系转移至聚合釜中,通入氮气以排净聚合釜中残留的空气,开启搅拌,开启聚合釜加热系统,待聚合釜中液体温度升高至85℃时,开始计时,反应2.5h后,取出胶状产物,用去离子水洗涤5次,除去未反应的单体以及低聚物,于真空干燥机中80℃条件下干燥96h后,在高速粉碎机中充分研磨,制得粉末状聚合物,并密封备用;称取32g去离子水,将其置于适宜的烧杯中,称取8g氢氧化钠,将其加入到上述含有去离子水的烧杯中,待氢氧化钠完全溶解后制得溶剂;称取2g上述合成的聚合物粉末,将聚合物加入到上述含有溶剂的烧杯中,在80℃下进行磁力搅拌,待聚合物完全溶解于溶剂后,停止搅拌并冷却至室温,制得纺丝原液;量取80ml去离子水,将其置于凝固浴中,量取20ml浓硫酸,将其缓慢地倒入上述凝固浴中,搅拌使去离子水和浓硫酸混合均匀,自然冷却至室温制得凝固介质;将聚四氟乙烯喷丝组件浸没于凝固浴液中,利用蠕动泵将上述纺丝液以0.6ml/min的速度驱动至聚四氟乙烯喷丝组件中,以形成纺丝细流,在20℃凝固浴中凝固成丝,充分干燥后,即可获得附着有无机酸盐的纤维;用去离子水反复洗涤附着有无机酸盐的纤维,当洗涤过纤维的去离子水ph接近7时,将洗好的纤维置于自然环境下干燥24h,制得初生纤维;称取7g去离子水,将其置于适宜烧杯中,再称取3g氯化亚铁四水合物,将其加入到上述去离子水中,搅拌至其完全溶解;称取0.0050g初生纤维,并将纤维浸没于氯化亚铁水溶液中,在20℃下使纤维与铁离子进行络合,经60min后,立即将纤维从氯化亚铁水溶液中取出,并置于真空干燥机中,在40℃条件下干燥1.5h,制得纤维状fenton反应催化剂。

取10ml浓度为20mg/l的亚甲基蓝水溶液,加入20μl双氧水,通入30s臭氧,将纤维状fenton反应催化剂置于上述溶液中,1min内亚甲基蓝的去除效率为87%;此时,将纤维状fenton反应催化剂迅速从亚甲基蓝水溶液中取出,置于真空干燥机中,在40℃条件下干燥1.5h,取10ml浓度为20mg/l的亚甲基蓝水溶液,加入20μl双氧水,通入30s臭氧,将完成第一次催化并干燥的纤维状fenton反应催化剂置于上述溶液中,4min亚甲基蓝的去除效率达88%;此时,将纤维状fenton反应催化剂迅速从亚甲基蓝水溶液中取出,置于真空干燥机中,在40℃条件下干燥1.5h,取10ml浓度为20mg/l的亚甲基蓝水溶液,加入20μl双氧水,通入30s臭氧,将完成第二次催化并干燥的纤维状fenton反应催化剂置于上述溶液中,7min亚甲基蓝的去除效率达80%;此时,将纤维状fenton反应催化剂迅速从亚甲基蓝水溶液中取出,置于真空干燥机中,在40℃条件下干燥1.5h,取10ml浓度为20mg/l的亚甲基蓝水溶液,加入20μl双氧水,通入30s臭氧,将完成第三次催化并干燥的纤维状fenton反应催化剂置于上述溶液中,90min亚甲基蓝的去除效率达80%;此时,将纤维状fenton反应催化剂迅速从亚甲基蓝水溶液中取出,置于真空干燥机中,在40℃条件下干燥1.5h,取10ml浓度为20mg/l的亚甲基蓝水溶液,加入20μl双氧水,通入30s臭氧,将完成第四次催化并干燥的纤维状fenton反应催化剂置于上述溶液中,90min亚甲基蓝的去除效率达10%。

实施例1

称取两份丙烯酸,质量分别为11.6667g和33.3333g,将其置于适宜的烧杯a,b中,称取5g甲基丙烯酸羟乙酯,并将甲基丙烯酸羟乙酯倒入上述烧杯a中,称取0.0833g过氧化苯甲酰,将其加入到上述烧杯a中,搅拌直至过氧化苯甲酰完全溶解于单体中,再次称量0.1667g过氧化苯甲酰,并加入到烧杯b中,搅拌直至引发剂完全溶解于单体中,称取50g去离子水,将其缓慢加入到上述烧杯a中,搅拌使烧杯a中的液体混合均匀,随后将混合体系转移至聚合釜中,通入氮气以排净聚合釜中残留的空气,开启搅拌,开启聚合釜加热系统,待聚合釜中液体温度升高至85℃时,将烧杯b中的溶液逐滴滴加到聚合釜中,滴加时间控制在30min之内,滴加结束后,继续反应2h后,取出胶状产物,用去离子水洗涤5次,除去未反应的单体以及低聚物,于真空干燥机中80℃条件下干燥96h后,在高速粉碎机中充分研磨,制得粉末状聚合物,并密封备用;称取38.8g去离子水,将其置于适宜的烧杯中,称取1.2g氢氧化钠,将其加入到上述含有去离子水的烧杯中,待氢氧化钠完全溶解后制得溶剂;称取2g上述合成的聚合物粉末,将聚合物加入到上述含有溶剂的烧杯中,在80℃下进行磁力搅拌,待聚合物完全溶解于溶剂后,停止搅拌并冷却至室温,制得纺丝原液;量取80ml去离子水,将其置于凝固浴中,量取20ml浓硫酸,将其缓慢地倒入上述凝固浴中,搅拌使去离子水和浓硫酸混合均匀,自然冷却至室温制得凝固介质;将聚四氟乙烯喷丝组件浸没于凝固浴液中,利用蠕动泵将上述纺丝液以0.6ml/min的速度驱动至聚四氟乙烯喷丝组件中,以形成纺丝细流,在20℃凝固浴中凝固成丝,充分干燥后,即可获得附着有无机酸盐的纤维;用去离子水反复洗涤附着有无机酸盐的纤维,当洗涤过纤维的去离子水ph值接近7时,将洗好的纤维浸没于一定质量的去离子水中,纤维与去离子水的质量之比为0.01∶100,使纤维在去离子水中充分溶胀,水洗溶胀时间为30min;将溶胀好的纤维放入冷冻干燥托盘中,并将此托盘置于真空冷冻干燥设备冷阱中,对其进行冷冻,使纤维所含水分全部凝结成固态,冷阱温度为-80℃,冷冻时间为24h,将冷冻好的纤维送入真空冷冻干燥设备干燥箱中,直至纤维充分干透,在此过程中,真空冷冻干燥室真空度为0pa,干燥时间为20h,制得具有疏松多孔结构纤维;称取7.3765g去离子水,将其置于适宜烧杯中,再称取2.2070g氯化亚铁四水合物,将其加入到上述去离子水中,搅拌至其完全溶解,称取0.0050g具有疏松多孔结构纤维,并将纤维浸没于氯化亚铁水溶液中,在20℃下使纤维与铁离子进行络合,经60min后,立即将纤维从氯化亚铁水溶液中取出,并置于真空干燥机中,在40℃条件下干燥1.5h,制得纤维状异相fenton反应催化剂。

取10ml浓度为20mg/l的亚甲基蓝水溶液,加入2μl双氧水,通入1min臭氧,将纤维状异相fenton反应催化剂置于上述溶液中,1min内亚甲基蓝的去除效率为97%;此时,将纤维状异相fenton反应催化剂迅速从亚甲基蓝水溶液中取出,置于真空干燥机中,在40℃条件下干燥1.5h,取10ml浓度为20mg/l的亚甲基蓝水溶液,加入2μl双氧水,通入1min臭氧,将完成第一次催化并干燥的纤维状异相fenton反应催化剂置于上述溶液中,1min亚甲基蓝的去除效率达97%;此时,将纤维状异相fenton反应催化剂迅速从亚甲基蓝水溶液中取出,置于真空干燥机中,在40℃条件下干燥1.5h,取10ml浓度为20mg/l的亚甲基蓝水溶液,加入2μl双氧水,通入1min臭氧,将完成第二次催化并干燥的纤维状异相fenton反应催化剂置于上述溶液中,1min亚甲基蓝的去除效率达96%;此时,将纤维状异相fenton反应催化剂迅速从亚甲基蓝水溶液中取出,置于真空干燥机中,在40℃条件下干燥1.5h,取10ml浓度为20mg/l的亚甲基蓝水溶液,加入2μl双氧水,通入1min臭氧,将完成第三次催化并干燥的纤维状异相fenton反应催化剂置于上述溶液中,3min亚甲基蓝的去除效率达96%;此时,将纤维状异相fenton反应催化剂迅速从亚甲基蓝水溶液中取出,置于真空干燥机中,在40℃条件下干燥1.5h,取10ml浓度为20mg/l的亚甲基蓝水溶液,加入2μl双氧水,通入1min臭氧,将完成第四次催化并干燥的纤维状异相fenton反应催化剂置于上述溶液中,20min亚甲基蓝的去除效率达95%;此时,将纤维状异相fenton反应催化剂迅速从亚甲基蓝水溶液中取出,置于真空干燥机中,在40℃条件下干燥1.5h,取10ml浓度为20mg/l的亚甲基蓝水溶液,加入2μl双氧水,通入1min臭氧,将完成第五次催化并干燥的纤维状异相fenton反应催化剂置于上述溶液中,90min亚甲基蓝染料的去除效率达23%。

实施例2

本实施例工艺过程及参数与实施例1相同,仅络合时间由实施例1中的60min变为5min。

取10ml浓度为20mg/l的亚甲基蓝水溶液,加入2μl双氧水,通入1min臭氧,将纤维状异相fenton反应催化剂置于上述溶液中,1min内亚甲基蓝的去除效率为97%;此时,将纤维状异相fenton反应催化剂迅速从亚甲基蓝水溶液中取出,置于真空干燥机中,在40℃条件下干燥1.5h,取10ml浓度为20mg/l的亚甲基蓝水溶液,加入2μl双氧水,通入1min臭氧,将完成第一次催化并干燥的纤维状异相fenton反应催化剂置于上述溶液中,1min亚甲基蓝的去除效率达97%;此时,将纤维状异相fenton反应催化剂迅速从亚甲基蓝水溶液中取出,置于真空干燥机中,在40℃条件下干燥1.5h,取10ml浓度为20mg/l的亚甲基蓝水溶液,加入2μl双氧水,通入1min臭氧,将完成第二次催化并干燥的纤维状异相fenton反应催化剂置于上述溶液中,4min亚甲基蓝的去除效率达96%;此时,将纤维状异相fenton反应催化剂迅速从亚甲基蓝水溶液中取出,置于真空干燥机中,在40℃条件下干燥1.5h,取10ml浓度为20mg/l的亚甲基蓝水溶液,加入2μl双氧水,通入1min臭氧,将完成第三次催化并干燥的纤维状异相fenton反应催化剂置于上述溶液中,90min亚甲基蓝的去除效率达66%;此时,将纤维状异相fenton反应催化剂迅速从亚甲基蓝水溶液中取出,置于真空干燥机中,在40℃条件下干燥1.5h,取10ml浓度为20mg/l的亚甲基蓝水溶液,加入2μl双氧水,通入1min臭氧,将完成第四次催化并干燥的纤维状异相fenton反应催化剂置于上述溶液中,90min亚甲基蓝的去除效率达26%。

实施例3

本实施例工艺过程及参数与实施例1相同,仅络合时间由实施例1中的60min变为240min。

取10ml浓度为20mg/l的亚甲基蓝水溶液,加入2μl双氧水,通入1min臭氧,将纤维状异相fenton反应催化剂置于上述溶液中,1min内亚甲基蓝的去除效率为97%;此时,将纤维状异相fenton反应催化剂迅速从亚甲基蓝水溶液中取出,置于真空干燥机中,在40℃条件下干燥1.5h,取10ml浓度为20mg/l的亚甲基蓝水溶液,加入2μl双氧水,通入1min臭氧,将完成第一次催化并干燥的纤维状异相fenton反应催化剂置于上述溶液中,1min亚甲基蓝的去除效率达97%;此时,将纤维状异相fenton反应催化剂迅速从亚甲基蓝水溶液中取出,置于真空干燥机中,在40℃条件下干燥1.5h,取10ml浓度为20mg/l的亚甲基蓝水溶液,加入2μl双氧水,通入1min臭氧,将完成第二次催化并干燥的纤维状异相fenton反应催化剂置于上述溶液中,1min亚甲基蓝的去除效率达97%;此时,将纤维状异相fenton反应催化剂迅速从亚甲基蓝水溶液中取出,置于真空干燥机中,在40℃条件下干燥1.5h,取10ml浓度为20mg/l的亚甲基蓝水溶液,加入2μl双氧水,通入1min臭氧,将完成第三次催化并干燥的纤维状异相fenton反应催化剂置于上述溶液中,2min亚甲基蓝的去除效率达96%;此时,将纤维状异相fenton反应催化剂迅速从亚甲基蓝水溶液中取出,置于真空干燥机中,在40℃条件下干燥1.5h,取10ml浓度为20mg/l的亚甲基蓝水溶液,加入2μl双氧水,通入1min臭氧,将完成第四次催化并干燥的纤维状异相fenton反应催化剂置于上述溶液中,4min亚甲基蓝的去除效率达97%;此时,将纤维状异相fenton反应催化剂迅速从亚甲基蓝水溶液中取出,置于真空干燥机中,在40℃条件下干燥1.5h,取10ml浓度为20mg/l的亚甲基蓝水溶液,加入2μl双氧水,通入1min臭氧,将完成第五次催化并干燥的纤维状异相fenton反应催化剂置于上述溶液中,20min亚甲基蓝染料的去除效率达95%;此时,将纤维状异相fenton反应催化剂迅速从亚甲基蓝水溶液中取出,置于真空干燥机中,在40℃条件下干燥1.5h,取10ml浓度为20mg/l的亚甲基蓝水溶液,加入2μl双氧水,通入1min臭氧,将完成第六次催化并干燥的纤维状异相fenton反应催化剂置于上述溶液中,90min亚甲基蓝染料的去除效率达26%。

实施例4

称取两份丙烯酸,质量分别为11.6667g和33.3333g,将其置于适宜的烧杯a,b中,称取5g甲基丙烯酸羟乙酯,并将甲基丙烯酸羟乙酯倒入上述烧杯a中,称取0.0833g过氧化苯甲酰,将其加入到上述烧杯a中,搅拌直至过氧化苯甲酰完全溶解于单体中,再次称量0.1667g过氧化苯甲酰,并加入到烧杯b中,搅拌直至引发剂完全溶解于单体中,称取50g去离子水,将其缓慢加入到上述烧杯a中,搅拌使烧杯a中的液体混合均匀,随后将混合体系转移至聚合釜中,通入氮气以排净聚合釜中残留的空气,开启搅拌,开启聚合釜加热系统,待聚合釜中液体温度升高至85℃时,将烧杯b中的溶液逐滴滴加到聚合釜中,滴加时间控制在30min之内,滴加结束后,继续反应2h后,取出胶状产物,用去离子水洗涤5次,除去未反应的单体以及低聚物,于真空干燥机中80℃条件下干燥96h后,在高速粉碎机中充分研磨,制得粉末状聚合物,并密封备用;称取38.8g去离子水,将其置于适宜的烧杯中,称取1.2g氢氧化钠,将其加入到上述含有去离子水的烧杯中,待氢氧化钠完全溶解后制得溶剂;称取2g上述合成的聚合物粉末,将聚合物加入到上述含有溶剂的烧杯中,在80℃下进行磁力搅拌,待聚合物完全溶解于溶剂后,停止搅拌并冷却至室温,制得纺丝原液;量取80ml去离子水,将其置于凝固浴中,量取20ml浓硫酸,将其缓慢地倒入上述凝固浴中,搅拌使去离子水和浓硫酸混合均匀,自然冷却至室温制得凝固介质;将聚四氟乙烯喷丝组件浸没于凝固浴液中,利用蠕动泵将上述纺丝液以0.6ml/min的速度驱动至聚四氟乙烯喷丝组件中,以形成纺丝细流,在20℃凝固浴中凝固成丝,充分干燥后,即可获得附着有无机酸盐的纤维;用去离子水反复洗涤附着有无机酸盐的纤维,当洗涤过纤维的去离子水ph值接近7时,将洗好的纤维置于自然环境下干燥24h,称取9.990g去离子水,将其置于适宜烧杯中,再称取0.0100g氢氧化钠,将其加入到上述去离子水中,搅拌至氢氧化钠完全溶解,称取0.0050g自然风干的纤维,并将纤维浸没于氢氧化钠水溶液中,在20℃下使纤维溶胀,经60min溶胀后,用去离子水反复洗涤纤维,直至洗涤过纤维的去离子水ph值接近7,制得具有疏松多孔结构纤维;称取7.3765g去离子水,将其置于适宜烧杯中,再称取2.2070g氯化亚铁四水合物,将其加入到上述去离子水中,搅拌至其完全溶解,称取0.0050g具有疏松多孔结构纤维,并将纤维浸没于氯化亚铁水溶液中,在20℃下使纤维与铁离子进行络合,经60min后,立即将纤维从氯化亚铁水溶液中取出,并置于真空干燥机中,在40℃条件下干燥1.5h,制得纤维状异相fenton反应催化剂。

取10ml浓度为20mg/l的亚甲基蓝水溶液,加入2μl双氧水,通入1min臭氧,将纤维状异相fenton反应催化剂置于上述溶液中,1min内亚甲基蓝的去除效率为97%;此时,将纤维状异相fenton反应催化剂迅速从亚甲基蓝水溶液中取出,置于真空干燥机中,在40℃条件下干燥1.5h,取10ml浓度为20mg/l的亚甲基蓝水溶液,加入2μl双氧水,通入1min臭氧,将完成第一次催化并干燥的纤维状异相fenton反应催化剂置于上述溶液中,1min亚甲基蓝的去除效率达97%;此时,将纤维状异相fenton反应催化剂迅速从亚甲基蓝水溶液中取出,置于真空干燥机中,在40℃条件下干燥1.5h,取10ml浓度为20mg/l的亚甲基蓝水溶液,加入2μl双氧水,通入1min臭氧,将完成第二次催化并干燥的纤维状异相fenton反应催化剂置于上述溶液中,1min亚甲基蓝的去除效率达97%;此时,将纤维状异相fenton反应催化剂迅速从亚甲基蓝水溶液中取出,置于真空干燥机中,在40℃条件下干燥1.5h,取10ml浓度为20mg/l的亚甲基蓝水溶液,加入2μl双氧水,通入1min臭氧,将完成第三次催化并干燥的纤维状异相fenton反应催化剂置于上述溶液中,3min亚甲基蓝的去除效率达96%;此时,将纤维状异相fenton反应催化剂迅速从亚甲基蓝水溶液中取出,置于真空干燥机中,在40℃条件下干燥1.5h,取10ml浓度为20mg/l的亚甲基蓝水溶液,加入2μl双氧水,通入1min臭氧,将完成第四次催化并干燥的纤维状异相fenton反应催化剂置于上述溶液中,7min亚甲基蓝的去除效率达95%;此时,将纤维状异相fenton反应催化剂迅速从亚甲基蓝水溶液中取出,置于真空干燥机中,在40℃条件下干燥1.5h,取10ml浓度为20mg/l的亚甲基蓝水溶液,加入2μl双氧水,通入1min臭氧,将完成第五次催化并干燥的纤维状异相fenton反应催化剂置于上述溶液中,90min亚甲基蓝染料的去除效率达68%;此时,将纤维状异相fenton反应催化剂迅速从亚甲基蓝水溶液中取出,置于真空干燥机中,在40℃条件下干燥1.5h,取10ml浓度为20mg/l的亚甲基蓝水溶液,加入2μl双氧水,通入1min臭氧,将完成第六次催化并干燥的纤维状异相fenton反应催化剂置于上述溶液中,90min亚甲基蓝染料的去除效率达13%。

实施例5

本实施例工艺过程及参数与实施例4相同,仅溶胀纤维时所用的氢氧化钠与去离子水质量由实施例4中的0.01g、9.99g改为0.005g、9.995g。

取10ml浓度为20mg/l的亚甲基蓝水溶液,加入2μl双氧水,通入1min臭氧,将纤维状异相fenton反应催化剂置于上述溶液中,1min内亚甲基蓝的去除效率为97%;此时,将纤维状异相fenton反应催化剂迅速从亚甲基蓝水溶液中取出,置于真空干燥机中,在40℃条件下干燥1.5h,取10ml浓度为20mg/l的亚甲基蓝水溶液,加入2μl双氧水,通入1min臭氧,将完成第一次催化并干燥的纤维状异相fenton反应催化剂置于上述溶液中,1min亚甲基蓝的去除效率达97%;此时,将纤维状异相fenton反应催化剂迅速从亚甲基蓝水溶液中取出,置于真空干燥机中,在40℃条件下干燥1.5h,取10ml浓度为20mg/l的亚甲基蓝水溶液,加入2μl双氧水,通入1min臭氧,将完成第二次催化并干燥的纤维状异相fenton反应催化剂置于上述溶液中,1min亚甲基蓝的去除效率达96%;此时,将纤维状异相fenton反应催化剂迅速从亚甲基蓝水溶液中取出,置于真空干燥机中,在40℃条件下干燥1.5h,取10ml浓度为20mg/l的亚甲基蓝水溶液,加入2μl双氧水,通入1min臭氧,将完成第三次催化并干燥的纤维状异相fenton反应催化剂置于上述溶液中,4min亚甲基蓝的去除效率达96%;此时,将纤维状异相fenton反应催化剂迅速从亚甲基蓝水溶液中取出,置于真空干燥机中,在40℃条件下干燥1.5h,取10ml浓度为20mg/l的亚甲基蓝水溶液,加入2μl双氧水,通入1min臭氧,将完成第四次催化并干燥的纤维状异相fenton反应催化剂置于上述溶液中,90min亚甲基蓝的去除效率达69%;此时,将纤维状异相fenton反应催化剂迅速从亚甲基蓝水溶液中取出,置于真空干燥机中,在40℃条件下干燥1.5h,取10ml浓度为20mg/l的亚甲基蓝水溶液,加入2μl双氧水,通入1min臭氧,将完成第五次催化并干燥的纤维状异相fenton反应催化剂置于上述溶液中,90min亚甲基蓝染料的去除效率达17%。

实施例6

本实施例工艺过程及参数与实施例4相同,仅溶胀纤维时所用的氢氧化钠与去离子水质量由实施例4中的0.01g、9.99g改为0.05g、9.95g。

取10ml浓度为20mg/l的亚甲基蓝水溶液,加入2μl双氧水,通入1min臭氧,将纤维状异相fenton反应催化剂置于上述溶液中,1min内亚甲基蓝的去除效率为97%;此时,将纤维状异相fenton反应催化剂迅速从亚甲基蓝水溶液中取出,置于真空干燥机中,在40℃条件下干燥1.5h,取10ml浓度为20mg/l的亚甲基蓝水溶液,加入2μl双氧水,通入1min臭氧,将完成第一次催化并干燥的纤维状异相fenton反应催化剂置于上述溶液中,1min亚甲基蓝的去除效率达97%;此时,将纤维状异相fenton反应催化剂迅速从亚甲基蓝水溶液中取出,置于真空干燥机中,在40℃条件下干燥1.5h,取10ml浓度为20mg/l的亚甲基蓝水溶液,加入2μl双氧水,通入1min臭氧,将完成第二次催化并干燥的纤维状异相fenton反应催化剂置于上述溶液中,1min亚甲基蓝的去除效率达95%;此时,将纤维状异相fenton反应催化剂迅速从亚甲基蓝水溶液中取出,置于真空干燥机中,在40℃条件下干燥1.5h,取10ml浓度为20mg/l的亚甲基蓝水溶液,加入2μl双氧水,通入1min臭氧,将完成第三次催化并干燥的纤维状异相fenton反应催化剂置于上述溶液中,4min亚甲基蓝的去除效率达96%;此时,将纤维状异相fenton反应催化剂迅速从亚甲基蓝水溶液中取出,置于真空干燥机中,在40℃条件下干燥1.5h,取10ml浓度为20mg/l的亚甲基蓝水溶液,加入2μl双氧水,通入1min臭氧,将完成第四次催化并干燥的纤维状异相fenton反应催化剂置于上述溶液中,50min亚甲基蓝的去除效率达95%;此时,将纤维状异相fenton反应催化剂迅速从亚甲基蓝水溶液中取出,置于真空干燥机中,在40℃条件下干燥1.5h,取10ml浓度为20mg/l的亚甲基蓝水溶液,加入2μl双氧水,通入1min臭氧,将完成第五次催化并干燥的纤维状异相fenton反应催化剂置于上述溶液中,90min亚甲基蓝染料的去除效率达43%;此时,将纤维状异相fenton反应催化剂迅速从亚甲基蓝水溶液中取出,置于真空干燥机中,在40℃条件下干燥1.5h,取10ml浓度为20mg/l的亚甲基蓝水溶液,加入2μl双氧水,通入1min臭氧,将完成第六次催化并干燥的纤维状异相fenton反应催化剂置于上述溶液中,90min亚甲基蓝染料的去除效率达16%。

实施例7

本实施例工艺过程及参数与实施例4相同,仅溶胀纤维时所用的氢氧化钠与去离子水质量由实施例4中的0.01g、9.99g改为0.2g、9.8g。

取10ml浓度为20mg/l的亚甲基蓝水溶液,加入2μl双氧水,通入1min臭氧,将纤维状异相fenton反应催化剂置于上述溶液中,1min内亚甲基蓝的去除效率为97%;此时,将纤维状异相fenton反应催化剂迅速从亚甲基蓝水溶液中取出,置于真空干燥机中,在40℃条件下干燥1.5h,取10ml浓度为20mg/l的亚甲基蓝水溶液,加入2μl双氧水,通入1min臭氧,将完成第一次催化并干燥的纤维状异相fenton反应催化剂置于上述溶液中,1min亚甲基蓝的去除效率达97%;此时,将纤维状异相fenton反应催化剂迅速从亚甲基蓝水溶液中取出,置于真空干燥机中,在40℃条件下干燥1.5h,取10ml浓度为20mg/l的亚甲基蓝水溶液,加入2μl双氧水,通入1min臭氧,将完成第二次催化并干燥的纤维状异相fenton反应催化剂置于上述溶液中,5min亚甲基蓝的去除效率达96%;此时,将纤维状异相fenton反应催化剂迅速从亚甲基蓝水溶液中取出,置于真空干燥机中,在40℃条件下干燥1.5h,取10ml浓度为20mg/l的亚甲基蓝水溶液,加入2μl双氧水,通入1min臭氧,将完成第三次催化并干燥的纤维状异相fenton反应催化剂置于上述溶液中,50min亚甲基蓝的去除效率达97%;此时,将纤维状异相fenton反应催化剂迅速从亚甲基蓝水溶液中取出,置于真空干燥机中,在40℃条件下干燥1.5h,取10ml浓度为20mg/l的亚甲基蓝水溶液,加入2μl双氧水,通入1min臭氧,将完成第四次催化并干燥的纤维状异相fenton反应催化剂置于上述溶液中,90min亚甲基蓝的去除效率达40%;此时,将纤维状异相fenton反应催化剂迅速从亚甲基蓝水溶液中取出,置于真空干燥机中,在40℃条件下干燥1.5h,取10ml浓度为20mg/l的亚甲基蓝水溶液,加入2μl双氧水,通入1min臭氧,将完成第五次催化并干燥的纤维状异相fenton反应催化剂置于上述溶液中,90min亚甲基蓝染料的去除效率达16%。

实施例8

本实施例工艺过程及参数与实施例4相同,仅溶胀纤维时所用溶胀时间由实施例4中的60min改为20min。

取10ml浓度为20mg/l的亚甲基蓝水溶液,加入2μl双氧水,通入1min臭氧,将纤维状异相fenton反应催化剂置于上述溶液中,1min内亚甲基蓝的去除效率为97%;此时,将纤维状异相fenton反应催化剂迅速从亚甲基蓝水溶液中取出,置于真空干燥机中,在40℃条件下干燥1.5h,取10ml浓度为20mg/l的亚甲基蓝水溶液,加入2μl双氧水,通入1min臭氧,将完成第一次催化并干燥的纤维状异相fenton反应催化剂置于上述溶液中,1min亚甲基蓝的去除效率达97%;此时,将纤维状异相fenton反应催化剂迅速从亚甲基蓝水溶液中取出,置于真空干燥机中,在40℃条件下干燥1.5h,取10ml浓度为20mg/l的亚甲基蓝水溶液,加入2μl双氧水,通入1min臭氧,将完成第二次催化并干燥的纤维状异相fenton反应催化剂置于上述溶液中,7min亚甲基蓝的去除效率达95%;此时,将纤维状异相fenton反应催化剂迅速从亚甲基蓝水溶液中取出,置于真空干燥机中,在40℃条件下干燥1.5h,取10ml浓度为20mg/l的亚甲基蓝水溶液,加入2μl双氧水,通入1min臭氧,将完成第三次催化并干燥的纤维状异相fenton反应催化剂置于上述溶液中,20min亚甲基蓝的去除效率达96%;此时,将纤维状异相fenton反应催化剂迅速从亚甲基蓝水溶液中取出,置于真空干燥机中,在40℃条件下干燥1.5h,取10ml浓度为20mg/l的亚甲基蓝水溶液,加入2μl双氧水,通入1min臭氧,将完成第四次催化并干燥的纤维状异相fenton反应催化剂置于上述溶液中,90min亚甲基蓝的去除效率达83%;此时,将纤维状异相fenton反应催化剂迅速从亚甲基蓝水溶液中取出,置于真空干燥机中,在40℃条件下干燥1.5h,取10ml浓度为20mg/l的亚甲基蓝水溶液,加入2μl双氧水,通入1min臭氧,将完成第五次催化并干燥的纤维状异相fenton反应催化剂置于上述溶液中,90min亚甲基蓝染料的去除效率达19%。

实施例9

本实施例工艺过程及参数与实施例4相同,仅溶胀纤维时所用溶胀时间由实施例4中的60min改为120min。

取10ml浓度为20mg/l的亚甲基蓝水溶液,加入2μl双氧水,通入1min臭氧,将纤维状异相fenton反应催化剂置于上述溶液中,1min内亚甲基蓝的去除效率为97%;此时,将纤维状异相fenton反应催化剂迅速从亚甲基蓝水溶液中取出,置于真空干燥机中,在40℃条件下干燥1.5h,取10ml浓度为20mg/l的亚甲基蓝水溶液,加入2μl双氧水,通入1min臭氧,将完成第一次催化并干燥的纤维状异相fenton反应催化剂置于上述溶液中,1min亚甲基蓝的去除效率达97%;此时,将纤维状异相fenton反应催化剂迅速从亚甲基蓝水溶液中取出,置于真空干燥机中,在40℃条件下干燥1.5h,取10ml浓度为20mg/l的亚甲基蓝水溶液,加入2μl双氧水,通入1min臭氧,将完成第二次催化并干燥的纤维状异相fenton反应催化剂置于上述溶液中,1min亚甲基蓝的去除效率达97%;此时,将纤维状异相fenton反应催化剂迅速从亚甲基蓝水溶液中取出,置于真空干燥机中,在40℃条件下干燥1.5h,取10ml浓度为20mg/l的亚甲基蓝水溶液,加入2μl双氧水,通入1min臭氧,将完成第三次催化并干燥的纤维状异相fenton反应催化剂置于上述溶液中,3min亚甲基蓝的去除效率达96%;此时,将纤维状异相fenton反应催化剂迅速从亚甲基蓝水溶液中取出,置于真空干燥机中,在40℃条件下干燥1.5h,取10ml浓度为20mg/l的亚甲基蓝水溶液,加入2μl双氧水,通入1min臭氧,将完成第四次催化并干燥的纤维状异相fenton反应催化剂置于上述溶液中,90min亚甲基蓝的去除效率达87%;此时,将纤维状异相fenton反应催化剂迅速从亚甲基蓝水溶液中取出,置于真空干燥机中,在40℃条件下干燥1.5h,取10ml浓度为20mg/l的亚甲基蓝水溶液,加入2μl双氧水,通入1min臭氧,将完成第五次催化并干燥的纤维状异相fenton反应催化剂置于上述溶液中,90min亚甲基蓝染料的去除效率达16%。

实施例10

本实施例工艺过程及参数与实施例4相同,仅溶胀纤维时所用溶胀温度由实施例4中的20℃改为2℃。

取10ml浓度为20mg/l的亚甲基蓝水溶液,加入2μl双氧水,通入1min臭氧,将纤维状异相fenton反应催化剂置于上述溶液中,1min内亚甲基蓝的去除效率为97%;此时,将纤维状异相fenton反应催化剂迅速从亚甲基蓝水溶液中取出,置于真空干燥机中,在40℃条件下干燥1.5h,取10ml浓度为20mg/l的亚甲基蓝水溶液,加入2μl双氧水,通入1min臭氧,将完成第一次催化并干燥的纤维状异相fenton反应催化剂置于上述溶液中,1min亚甲基蓝的去除效率达97%;此时,将纤维状异相fenton反应催化剂迅速从亚甲基蓝水溶液中取出,置于真空干燥机中,在40℃条件下干燥1.5h,取10ml浓度为20mg/l的亚甲基蓝水溶液,加入2μl双氧水,通入1min臭氧,将完成第二次催化并干燥的纤维状异相fenton反应催化剂置于上述溶液中,1min亚甲基蓝的去除效率达97%;此时,将纤维状异相fenton反应催化剂迅速从亚甲基蓝水溶液中取出,置于真空干燥机中,在40℃条件下干燥1.5h,取10ml浓度为20mg/l的亚甲基蓝水溶液,加入2μl双氧水,通入1min臭氧,将完成第三次催化并干燥的纤维状异相fenton反应催化剂置于上述溶液中,90min亚甲基蓝的去除效率达90%;此时,将纤维状异相fenton反应催化剂迅速从亚甲基蓝水溶液中取出,置于真空干燥机中,在40℃条件下干燥1.5h,取10ml浓度为20mg/l的亚甲基蓝水溶液,加入2μl双氧水,通入1min臭氧,将完成第四次催化并干燥的纤维状异相fenton反应催化剂置于上述溶液中,90min亚甲基蓝的去除效率达18%。

实施例11

本实施例工艺过程及参数与实施例4相同,仅溶胀纤维时所用溶胀温度由实施例4中的20℃改为80℃。

取10ml浓度为20mg/l的亚甲基蓝水溶液,加入2μl双氧水,通入1min臭氧,将纤维状异相fenton反应催化剂置于上述溶液中,1min内亚甲基蓝的去除效率为97%;此时,将纤维状异相fenton反应催化剂迅速从亚甲基蓝水溶液中取出,置于真空干燥机中,在40℃条件下干燥1.5h,取10ml浓度为20mg/l的亚甲基蓝水溶液,加入2μl双氧水,通入1min臭氧,将完成第一次催化并干燥的纤维状异相fenton反应催化剂置于上述溶液中,1min亚甲基蓝的去除效率达97%;此时,将纤维状异相fenton反应催化剂迅速从亚甲基蓝水溶液中取出,置于真空干燥机中,在40℃条件下干燥1.5h,取10ml浓度为20mg/l的亚甲基蓝水溶液,加入2μl双氧水,通入1min臭氧,将完成第二次催化并干燥的纤维状异相fenton反应催化剂置于上述溶液中,4min亚甲基蓝的去除效率达95%;此时,将纤维状异相fenton反应催化剂迅速从亚甲基蓝水溶液中取出,置于真空干燥机中,在40℃条件下干燥1.5h,取10ml浓度为20mg/l的亚甲基蓝水溶液,加入2μl双氧水,通入1min臭氧,将完成第三次催化并干燥的纤维状异相fenton反应催化剂置于上述溶液中,90min亚甲基蓝的去除效率达93%;此时,将纤维状异相fenton反应催化剂迅速从亚甲基蓝水溶液中取出,置于真空干燥机中,在40℃条件下干燥1.5h,取10ml浓度为20mg/l的亚甲基蓝水溶液,加入2μl双氧水,通入1min臭氧,将完成第四次催化并干燥的纤维状异相fenton反应催化剂置于上述溶液中,90min亚甲基蓝的去除效率达11%。

实施例12

称取两份丙烯酸,质量分别为11.6667g和33.3333g,将其置于适宜的烧杯a,b中,称取5g甲基丙烯酸羟乙酯,并将甲基丙烯酸羟乙酯倒入上述烧杯a中,称取0.0833g过氧化苯甲酰,将其加入到上述烧杯a中,搅拌直至过氧化苯甲酰完全溶解于单体中,再次称量0.1667g过氧化苯甲酰,并加入到烧杯b中,搅拌直至引发剂完全溶解于单体中,称取50g去离子水,将其缓慢加入到上述烧杯a中,搅拌使烧杯a中的液体混合均匀,随后将混合体系转移至聚合釜中,通入氮气以排净聚合釜中残留的空气,开启搅拌,开启聚合釜加热系统,待聚合釜中液体温度升高至85℃时,将烧杯b中的溶液逐滴滴加到聚合釜中,滴加时间控制在30min之内,滴加结束后,继续反应2h后,取出胶状产物,用去离子水洗涤5次,除去未反应的单体以及低聚物,于真空干燥机中80℃条件下干燥96h后,在高速粉碎机中充分研磨,制得粉末状聚合物,并密封备用;称取38.8g去离子水,将其置于适宜的烧杯中,称取1.2g氢氧化钠,将其加入到上述含有去离子水的烧杯中,待氢氧化钠完全溶解后制得溶剂;称取2g上述合成的聚合物粉末,将聚合物加入到上述含有溶剂的烧杯中,在80℃下进行磁力搅拌,待聚合物完全溶解于溶剂后,停止搅拌并冷却至室温,制得纺丝原液;量取80ml去离子水,将其置于凝固浴中,量取20ml浓硫酸,将其缓慢地倒入上述凝固浴中,搅拌使去离子水和浓硫酸混合均匀,自然冷却至室温制得凝固介质;将聚四氟乙烯喷丝组件浸没于凝固浴液中,利用蠕动泵将上述纺丝液以0.6ml/min的速度驱动至聚四氟乙烯喷丝组件中,以形成纺丝细流,在20℃凝固浴中凝固成丝,充分干燥后,即可获得附着有无机酸盐的纤维;用去离子水反复洗涤附着有无机酸盐的纤维,当洗涤过纤维的去离子水ph值接近7时,将洗好的纤维浸没于一定质量的去离子水中,纤维与去离子水的质量之比为0.01∶100,使纤维在去离子水中充分溶胀,水洗溶胀时间为30min,制得具有疏松多孔结构纤维;称取7.3765g去离子水,将其置于适宜烧杯中,再称取2.2070g氯化亚铁四水合物,将其加入到上述去离子水中,搅拌至其完全溶解,称取0.0050g具有疏松多孔结构纤维,并将纤维浸没于氯化亚铁水溶液中,在20℃下使纤维与铁离子进行络合,经60min后,立即将纤维从氯化亚铁水溶液中取出,并置于真空干燥机中,在40℃条件下干燥1.5h,制得纤维状异相fenton反应催化剂。

取10ml浓度为20mg/l的亚甲基蓝水溶液,加入2μl双氧水,通入1min臭氧,将纤维状异相fenton反应催化剂置于上述溶液中,1min内亚甲基蓝的去除效率为97%;此时,将纤维状异相fenton反应催化剂迅速从亚甲基蓝水溶液中取出,置于真空干燥机中,在40℃条件下干燥1.5h,取10ml浓度为20mg/l的亚甲基蓝水溶液,加入2μl双氧水,通入1min臭氧,将完成第一次催化并干燥的纤维状异相fenton反应催化剂置于上述溶液中,1min亚甲基蓝的去除效率达97%;此时,将纤维状异相fenton反应催化剂迅速从亚甲基蓝水溶液中取出,置于真空干燥机中,在40℃条件下干燥1.5h,取10ml浓度为20mg/l的亚甲基蓝水溶液,加入2μl双氧水,通入1min臭氧,将完成第二次催化并干燥的纤维状异相fenton反应催化剂置于上述溶液中,1min亚甲基蓝的去除效率达97%;此时,将纤维状异相fenton反应催化剂迅速从亚甲基蓝水溶液中取出,置于真空干燥机中,在40℃条件下干燥1.5h,取10ml浓度为20mg/l的亚甲基蓝水溶液,加入2μl双氧水,通入1min臭氧,将完成第三次催化并干燥的纤维状异相fenton反应催化剂置于上述溶液中,1min亚甲基蓝的去除效率达97%;此时,将纤维状异相fenton反应催化剂迅速从亚甲基蓝水溶液中取出,置于真空干燥机中,在40℃条件下干燥1.5h,取10ml浓度为20mg/l的亚甲基蓝水溶液,加入2μl双氧水,通入1min臭氧,将完成第四次催化并干燥的纤维状异相fenton反应催化剂置于上述溶液中,7min亚甲基蓝的去除效率达96%;此时,将纤维状异相fenton反应催化剂迅速从亚甲基蓝水溶液中取出,置于真空干燥机中,在40℃条件下干燥1.5h,取10ml浓度为20mg/l的亚甲基蓝水溶液,加入2μl双氧水,通入1min臭氧,将完成第五次催化并干燥的纤维状异相fenton反应催化剂置于上述溶液中,90min亚甲基蓝染料的去除效率达16%。

实施例13

本实施例工艺过程及参数与实施例12相同,仅组成凝固介质的去离子水和浓硫酸体积由实施例12中的80ml、20ml变为90ml、10ml。

取10ml浓度为20mg/l的亚甲基蓝水溶液,加入2μl双氧水,通入1min臭氧,将纤维状异相fenton反应催化剂置于上述溶液中,1min内亚甲基蓝的去除效率为97%;此时,将纤维状异相fenton反应催化剂迅速从亚甲基蓝水溶液中取出,置于真空干燥机中,在40℃条件下干燥1.5h,取10ml浓度为20mg/l的亚甲基蓝水溶液,加入2μl双氧水,通入1min臭氧,将完成第一次催化并干燥的纤维状异相fenton反应催化剂置于上述溶液中,1min亚甲基蓝的去除效率达97%;此时,将纤维状异相fenton反应催化剂迅速从亚甲基蓝水溶液中取出,置于真空干燥机中,在40℃条件下干燥1.5h,取10ml浓度为20mg/l的亚甲基蓝水溶液,加入2μl双氧水,通入1min臭氧,将完成第二次催化并干燥的纤维状异相fenton反应催化剂置于上述溶液中,5min亚甲基蓝的去除效率达96%;此时,将纤维状异相fenton反应催化剂迅速从亚甲基蓝水溶液中取出,置于真空干燥机中,在40℃条件下干燥1.5h,取10ml浓度为20mg/l的亚甲基蓝水溶液,加入2μl双氧水,通入1min臭氧,将完成第三次催化并干燥的纤维状异相fenton反应催化剂置于上述溶液中,90min亚甲基蓝的去除效率达23%。

实施例14

本实施例工艺过程及参数与实施例12相同,仅组成凝固介质的去离子水和浓硫酸体积由实施例12中的80ml、20ml变为50ml、50ml。

取10ml浓度为20mg/l的亚甲基蓝水溶液,加入2μl双氧水,通入1min臭氧,将纤维状异相fenton反应催化剂置于上述溶液中,1min内亚甲基蓝的去除效率为97%;此时,将纤维状异相fenton反应催化剂迅速从亚甲基蓝水溶液中取出,置于真空干燥机中,在40℃条件下干燥1.5h,取10ml浓度为20mg/l的亚甲基蓝水溶液,加入2μl双氧水,通入1min臭氧,将完成第一次催化并干燥的纤维状异相fenton反应催化剂置于上述溶液中,1min亚甲基蓝的去除效率达97%;此时,将纤维状异相fenton反应催化剂迅速从亚甲基蓝水溶液中取出,置于真空干燥机中,在40℃条件下干燥1.5h,取10ml浓度为20mg/l的亚甲基蓝水溶液,加入2μl双氧水,通入1min臭氧,将完成第二次催化并干燥的纤维状异相fenton反应催化剂置于上述溶液中,7min亚甲基蓝的去除效率达97%;此时,将纤维状异相fenton反应催化剂迅速从亚甲基蓝水溶液中取出,置于真空干燥机中,在40℃条件下干燥1.5h,取10ml浓度为20mg/l的亚甲基蓝水溶液,加入2μl双氧水,通入1min臭氧,将完成第三次催化并干燥的纤维状异相fenton反应催化剂置于上述溶液中,90min亚甲基蓝的去除效率达16%。

实施例15

本实施例工艺过程及参数与实施例12相同,仅凝固浴温度由实施例12中的20℃变为60℃。

取10ml浓度为20mg/l的亚甲基蓝水溶液,加入2μl双氧水,通入1min臭氧,将纤维状异相fenton反应催化剂置于上述溶液中,1min内亚甲基蓝的去除效率为98%;此时,将纤维状异相fenton反应催化剂迅速从亚甲基蓝水溶液中取出,置于真空干燥机中,在40℃条件下干燥1.5h,取10ml浓度为20mg/l的亚甲基蓝水溶液,加入2μl双氧水,通入1min臭氧,将完成第一次催化并干燥的纤维状异相fenton反应催化剂置于上述溶液中,2min亚甲基蓝的去除效率达96%;此时,将纤维状异相fenton反应催化剂迅速从亚甲基蓝水溶液中取出,置于真空干燥机中,在40℃条件下干燥1.5h,取10ml浓度为20mg/l的亚甲基蓝水溶液,加入2μl双氧水,通入1min臭氧,将完成第二次催化并干燥的纤维状异相fenton反应催化剂置于上述溶液中,20min亚甲基蓝的去除效率达95%;此时,将纤维状异相fenton反应催化剂迅速从亚甲基蓝水溶液中取出,置于真空干燥机中,在40℃条件下干燥1.5h,取10ml浓度为20mg/l的亚甲基蓝水溶液,加入2μl双氧水,通入1min臭氧,将完成第三次催化并干燥的纤维状异相fenton反应催化剂置于上述溶液中,90min亚甲基蓝的去除效率达25%。

实施例16

称取两份丙烯酸,质量分别为11.6667g和33.3333g,将其置于适宜的烧杯a,b中,称取5g甲基丙烯酸羟乙酯,并将甲基丙烯酸羟乙酯倒入上述烧杯a中,称取0.0833g过氧化苯甲酰,将其加入到上述烧杯a中,搅拌直至过氧化苯甲酰完全溶解于单体中,再次称量0.1667g过氧化苯甲酰,并加入到烧杯b中,搅拌直至引发剂完全溶解于单体中,称取50g去离子水,将其缓慢加入到上述烧杯a中,搅拌使烧杯a中的液体混合均匀,随后将混合体系转移至聚合釜中,通入氮气以排净聚合釜中残留的空气,开启搅拌,开启聚合釜加热系统,待聚合釜中液体温度升高至85℃时,将烧杯b中的溶液逐滴滴加到聚合釜中,滴加时间控制在30min之内,滴加结束后,继续反应2h后,取出胶状产物,用去离子水洗涤5次,除去未反应的单体以及低聚物,于真空干燥机80℃条件下干燥96h后,在高速粉碎机中充分研磨,制得粉末状聚合物,并密封备用;称取38.8g去离子水,将其置于适宜的烧杯中,称取1.2g氢氧化钠,将其加入到上述含有去离子水的烧杯中,待氢氧化钠完全溶解后制得溶剂;称取2g上述合成的聚合物粉末,将聚合物加入到上述含有溶剂的烧杯中,在80℃下进行磁力搅拌,待聚合物完全溶解于溶剂中后,停止搅拌并冷却至室温,制得纺丝原液。量取80ml去离子水,将其置于凝固浴中,量取20ml浓硫酸,将其缓慢地倒入上述凝固浴中,搅拌使去离子水和浓硫酸混合均匀,自然冷却至室温制得凝固介质;将聚四氟乙烯喷丝组件浸没于凝固浴液中,利用蠕动泵将上述纺丝液以0.6ml/min的速度驱动至聚四氟乙烯喷丝组件中,以形成纺丝细流,在20℃的凝固浴中凝固成丝,充分干燥后,即可获得附着有无机酸盐的纤维;用去离子水反复洗涤附着有无机酸盐的纤维,当洗涤过纤维的去离子水ph接近7时,将洗好的纤维置于自然环境下干燥24h,制得具有致密结构的纤维;称取7.3765g去离子水,将其置于适宜烧杯中,再称取2.207g氯化亚铁四水合物,将其加入到上述去离子水中,搅拌至其完全溶解;称取0.0050g具有致密结构的纤维,并将纤维浸没于氯化亚铁水溶液中,在20℃下使纤维与铁离子进行络合,经60min后,立即将纤维从氯化亚铁水溶液中取出,并置于真空干燥机中,在40℃条件下干燥1.5h,制得纤维状异相fenton反应催化剂。

取10ml浓度为20mg/l的亚甲基蓝水溶液,加入2μl双氧水,通入1min臭氧,将纤维状异相fenton反应催化剂置于上述溶液中,1min内亚甲基蓝的去除效率为97%;此时,将纤维状异相fenton反应催化剂迅速从亚甲基蓝水溶液中取出,置于真空干燥机中,在40℃条件下干燥1.5h,取10ml浓度为20mg/l的亚甲基蓝水溶液,加入2μl双氧水,通入1min臭氧,将完成第一次催化并干燥的纤维状异相fenton反应催化剂置于上述溶液中,2min亚甲基蓝的去除效率达96%;此时,将纤维状异相fenton反应催化剂迅速从亚甲基蓝水溶液中取出,置于真空干燥机中,在40℃条件下干燥1.5h,取10ml浓度为20mg/l的亚甲基蓝水溶液,加入2μl双氧水,通入1min臭氧,将完成第二次催化并干燥的纤维状异相fenton反应催化剂置于上述溶液中,4min亚甲基蓝的去除效率达95%;此时,将纤维状异相fenton反应催化剂迅速从亚甲基蓝水溶液中取出,置于真空干燥机中,在40℃条件下干燥1.5h,取10ml浓度为20mg/l的亚甲基蓝水溶液,加入2μl双氧水,通入1min臭氧,将完成第三次催化并干燥的纤维状异相fenton反应催化剂置于上述溶液中,90min亚甲基蓝的去除效率达64%;此时,将纤维状异相fenton反应催化剂迅速从亚甲基蓝水溶液中取出,置于真空干燥机中,在40℃条件下干燥1.5h,取10ml浓度为20mg/l的亚甲基蓝水溶液,加入2μl双氧水,通入1min臭氧,将完成第四次催化并干燥的纤维状异相fenton反应催化剂置于上述溶液中,90min亚甲基蓝的去除效率达26%。

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