专利名称：一种胺修饰的纤维状应急吸附材料及其制备方法
技术领域：
本发明公开了一种胺修饰的纤维状应急吸附材料及其制备方法，更具体的说是基于一种基于PET基质的胺修饰的应急吸附纤维及其制备方法。
背景技术：
近年来，环境突发污染事件时有发生，尤其是因重金属污染导致的水污染突发事件频发。如何快速、高效去除水中重金属离子成为水污染控制研究领域的热点问题。基于高分子聚合物材料的树脂型吸附剂具有吸附容量大、结构可调控、易于再生等优势被广泛应用于废水处理领域。但是传统的颗粒树脂在处理突发水污染事故时存在以下的不足1)颗粒状树脂需要在吸附柱或混合罐中与被污染的水体接触，很难在水流湍急、水面扰动剧烈的河道中原位净化受污染的水体；2)颗粒状树脂的吸附速率相对较低，很难短时间内处理大量受污染的水体。采用纤维作为吸附材料应用到突发环境污染事件的处置目前已经引起人们的重视，因为纤维状吸附材料在形状上具有很强的可塑性，能够制成网状、纤维状乃至海绵状，使之适用于复杂多变的使用场合，也便于回收再生。研究报道了基于羊毛为基质的螯合纤维，对重金属离子有较好的吸附去除效果；路健美等人合成了对疏水性油类物质有很好的吸附效果的海绵树脂。但是现有的纤维吸附材料都存在着以下的不足1)采用羊毛等动物毛发作为基质材料，不仅来源困难，不是以规模化生产，且制作成本较高，与处理和合成条件不易操作控制，且制备的吸附纤维对重金属离子的吸附容量较低，与传统的阳离子交换树脂相比还有一定的差距(M. Monier, N. Nawar, D. A. Abdel-Latif, Preparation and characterization of chelating fibers based on natural wool for removal of Hg (II), Cu(II) and Co(II) metal ions from aqueous solutionsj. Hazard. Mater. 184 (2010) 118. ；V. D. Zheljazkov, G. W. Stratton, J. Pincock, S. Butler, E. A. Jeliazkova, N. K. Nedkov, P. D. Gerard, Wool-waste as organic nutrient source for container-grown plants, Waste Manage. 29 (2009) 2160 - 2164. ) ;2)多数纤维吸附材料主要针对疏水性物质的吸附去除，而未考虑对亲水性物质，但近年来实际突发的水污染多为重金属离子污染物。因此，如何利用人工合成高分子聚合物纤维材料作为基质，制备快速去除水中重金属离子的新型应急吸附纤维具有重要的实际应用价值。
发明内容
1、发明要解决的技术问题
针对现有纤维状吸附材料基质来源不易、制备过程繁琐、吸附容量低的不足，本发明提供了一种胺修饰的纤维状应急吸附材料及其制备方法，采用简单易行的方法对聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)进行预处理，通过接枝反应和酰胺化反应，制得含有胺基的新型纤维状应急吸附材料。制备的新型纤维状应急吸附材料具有亲水性，可以快速、高效的去除水中重金
属离子。、技术方案
本发明原理所提供的胺修饰的纤维状应急吸附材料是采用PET经过接枝聚合和下酰胺化反应制备的。一种胺修饰的纤维状应急吸附材料，其合成流程和基本结构式如下
权利要求
1.一种胺修饰的纤维状应急吸附材料，其特征在于其由聚对二苯甲酸乙二醇酯PET骨架和表面接枝的胺基构成，其基本结构式如下
2.根据权利要求2所述的一种胺修饰的纤维状应急吸附树脂，其特征在于具有亲水性，对水中重金属离子的饱和吸附容量为130 530mg/g。
3.一种胺修饰的纤维状应急吸附材料的制备方法，其步骤为PET预处理抽提将PET用有机溶剂抽提剂在索氏抽提器中抽提4 8小时，然后在室温下晾干；溶胀将经过抽提干燥后的PET纤维置于三颈瓶中，加入溶胀剂溶胀4 8小时；溶胀剂用量与纤维的质量比例为1 :40 100，溶胀温度为30摄氏度；(2)配制反应乳液将接枝单体、有机溶胀剂、乳化剂和水混合，其中接枝单体、有机溶胀剂、乳化剂和水的体积配比为1 :1 2 :0. 5 1 :5 10 ；(3)接枝反应将PET纤维与乳液混合后加入引发剂，PET纤维与乳液、引发剂的比例为5 10: 1 2 1000，在85 95°C下反应8 Mh，得到PET-AA，乙醇清洗后50真空干燥；(4)胺化反应将步骤(2)得到的纤维PET-AA与4%胺溶液混合，其中PET-AA与胺溶液的质量比为 1:100 1:150，40°C反应8 12h，50°C下真空干燥，得到胺修饰的纤维状应急吸附材料。
4.根据权利要求3所述的一种胺修饰的纤维状应急吸附材料的制备方法，其特征在于步骤(1)的溶胀剂为DMF、二氯乙烷或甲苯中的一种或其混合物。
5.根据权利要求4所述的一种胺修饰的纤维状应急吸附材料的制备方法，其特征在于步骤O)的接枝单体为丙烯酸；溶胀剂为二氯乙烷、甲苯中的一种或其混合物；乳化剂为聚氧乙烯脱水山梨醇油酸酯、油酸聚氧乙烯酯、双甘油聚丙二醇醚中的一种或其混合物。
6.根据权利要求4或5所述的一种胺修饰的纤维状应急吸附材料的制备方法，其特征在于步骤(3)的引发剂选为过氧化苯甲酰、过氧化二酰、偶氮二异丁腈的一种或其混合物。
7.根据权利要求4或5所述的一种胺修饰的纤维状应急吸附材料的制备方法，其特征在于步骤的胺化剂选为乙二胺、丙二胺的一种或其混合物。
全文摘要
本发明公开了一种胺修饰的纤维状应急吸附材料及其制备方法，属于环境材料合成与应用领域。本发明采用人工合成高分子材料为基质，通过接枝聚合和胺化反应，制得胺修饰的纤维状应急吸附材料；其基本结构式如下；其平均直径为40-60μm，胺基含量为5～8mmol/g。该合成方法简单、原料价格低廉，所制备的纤维应急吸附材料韧性大、机械强度高，且具有高亲水性表面，能够通过表面基团作用快速、高效的去除水中多种重金属离子，对镍、铜、铅等重金属离子的平衡吸附时间仅为10分钟左右,，且吸附后的纤维易于回收，可再生后重复使用。特别适用于河道、湖泊等天然水体发生的突发重金属水污染事件的应急处置。
文档编号B01J20/30GK102489268SQ20111042745
公开日2012年6月13日 申请日期2011年12月20日 优先权日2011年12月20日
发明者孟颖, 杨欣, 王津南, 程澄, 许丽 申请人:南京大学