生物基纤维素改性功能化磁性复合材料的制备及其应用的制作方法

文档序号:12214842阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种生物基纤维素改性功能化磁性复合材料的制备,其特征在于:以生物基纤维素废料为原料,经过清洗、干燥、粉碎、过筛,经氧化后与氨基修饰纳米Fe3O4颗粒进行酰胺化修饰,最终得到生物基纤维素改性功能化磁性复合材料。

2.根据权利要求1所述的生物基纤维素改性功能化磁性复合材料的制备,其特征在于:具体制备步骤包括:

(1)生物基纤维素粗产品的制备:生物基纤维素废料进行清洗去杂、干燥后进行粉碎、过筛,得到生物基纤维素粗产品粉末;

(2)醛基化改性生物基纤维素的制备:称取步骤(1)所得的生物基纤维素粗产品粉末,将其超声分散到去离子水中,使其固液比为1~20g:100mL;然后搅拌下加入碘酸盐,使得碘酸盐与生物基纤维素粗产品粉末的比例为0.1~20mmol/g;在20-100℃反应0.5-48h;冷却后离心分离,用去离子水和乙醇洗涤各3次,至pH值为7,40~80℃真空干燥4~24小时,得到醛基化改性生物基纤维素;

(3)氨基修饰纳米Fe3O4颗粒的制备:分别称取三价铁盐和醋酸盐溶于乙二醇中,使得三价铁盐和醋酸盐乙二醇中质量浓度为0.02-0.2g/mL,在室温下搅拌5~30min;然后加入10~100mL有机胺,搅拌至形成稳定的橘黄色溶液;将反应液转移至反应釜中,100~240℃反应2~24h;冷却后磁分离,用去离子水和乙醇洗涤各3次,至pH值为7,40~80℃真空干燥4~24小时,即得氨基修饰纳米Fe3O4颗粒;

(4)生物基纤维素改性功能化磁性复合材料的制备:称取步骤(2)所得的醛基化改性生物基纤维素,将其超声分散到醇溶液中,使其固液比为1~20g:100mL;加入步骤(3)所得氨基修饰纳米Fe3O4颗粒,使其与醛基化改性生物基纤维素的质量比为1:1~1:10;在50-100℃搅拌反应0.5-10h;冷却后磁分离,用去离子水和乙醇洗涤各3次,至pH值为7,40~80℃真空干燥4~24小时,即得生物基纤维素改性功能化磁性复合材料。

3.根据权利要求2所述的生物基纤维素改性功能化磁性复合材料的制备,其特征在于:所述步骤(1)中生物基纤维素粗产品的原料为稻草、麦秸、甘蔗渣、玉米杆、花生壳、柚子皮中的一种或两种及以上的混合物;干燥采用自然风干或在烘箱中50-100℃烘干2~24小时;过筛采用的筛子为40-150目筛。

4.根据权利要求2所述的生物基纤维素改性功能化磁性复合材料的制备,其特征在于:所述步骤(2)所述的中碘酸盐为碘酸钾或碘酸钠的一种;超声功率为250-400w,时间优选为2-4s,超声次数优选为2-4次;生物基纤维素粗产品粉末在水中的固液比为5~10g:100mL;碘酸盐与生物基纤维素粗产品粉末的比例为3-12mmol/g;反应温度优选为40-60℃,反应时间为6-24h。

5.根据权利要求2所述的生物基纤维素改性功能化磁性复合材料的制备,其特征在于:步骤(3)中所述三价铁盐为三氯化铁或硫酸铁中的一种,醋酸盐为醋酸钠、醋酸钾或醋酸铵中的一种,有机胺为乙二胺、二乙三胺、三乙四胺、四乙五胺中一种;三价铁盐和醋酸盐在乙二醇中质量浓度优选为0.03~0.125g/mL,在室温下搅拌时间为8~15min;;有机胺的用量;为20~50mL,反应温度,为150~200℃,反应时间,10~20h;干燥箱干燥温度50-70℃,干燥时间10~15小时。

6.根据权利要求2所述的生物基纤维素改性功能化磁性复合材料的制备,其特征在于:步骤(4)中所用的醇溶液为乙醇、乙二醇、丙二醇、丙三醇、异丙醇、正丁醇中的一种;醛基化改性生物基纤维素与醇溶液的固液比为5~10g:100mL;氨基修饰纳米Fe3O4颗粒与醛基化改性生物基纤维素的质量比为1:1~1:5;反应温度为60-80℃,反应时间为6-12h。

7.一种生物基纤维素改性功能化磁性复合材料在吸附污染物中的应用。

8.根据权利要求7所述的生物基纤维素改性功能化磁性复合材料在吸附污染物中的应用,其特征在于:具体的用于空气中的挥发性有机物、水中超标新型污染物的吸附与去除。

9.根据权利要求8所述的生物基纤维素改性功能化磁性复合材料在吸附污染物中的应用,其特征在于:吸附与去除的方法如下:(1)空气中的挥发性有机物的吸附与去除:将本发明的生物基纤维素改性功能化磁性复合材料置于含有挥发性有机物的干燥器中,投加量为每升废气中吸附剂含量为0.5~5g,时间为30~180分钟;空气中的挥发性有机物的去除率可大于99%;(2)水中超标新型污染物的吸附与去除:在室温振荡条件下,投入本发明的生物基纤维素改性功能化磁性复合材料,投加量为每升废水中吸附剂含量为0.5~5g,振荡速率为100~300转/分,时间为30~180分钟;水中对水中超标新型污染物的去除率可大于99%。

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