一种多孔醋酸纤维素微球吸附剂的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种吸附剂的制备方法，尤其涉及一种多孔醋酸纤维素微球吸附剂的 制备方法。
【背景技术】
[0002] 烟蒂，又称烟头、烟屁，指过滤嘴香烟吸完后不能吸食的部分，因为烟叶中有尼古 丁和烟油，烟蒂的功能是过滤尼古丁烟油的。全球烟头的回收再利用目前还仅仅处于研究 阶段，没有相关成熟的技术，而烟蒂对环境却有很大的污染。意大利国家能源局曾发表研究 报告说，全球一年丢弃的烟头约84. 5万吨，其中含有约7800吨危险化学物质，约324吨尼 古丁，1800吨苯、甲苯、丙酮和甲醛等挥发性物质。其中尼古丁对环境危害最大，它具有强杀 虫效果，进入自然水体会对水生动物有严重损害，同时可能改变土壤结构。烟碱的提取工艺 有很多，如经典提取法、干蒸馏提取法、离子交换提取法、这些方法各有优缺点。本文主要采 取水浸溶剂萃取法。此外，废烟头含有致癌的焦油、多环芳烃等多种有害物。大部分烟头的 制作材料为醋酸纤维素不能降解，其中含有危害鱼类繁殖的化合物。在日常生活中，我们注 意到很多人吸烟后将烟头随意扔掉，为此通过对烟蒂进行"资源化利用"，减少其对土壤、水 资源的污染，对实现循环经济有重要的意义。
【发明内容】
[0003] 本发明所要解决的技术问题是提供一种多孔醋酸纤维素微球吸附剂的制备方法， 该方法先对废烟头滤嘴进行提取，再利用反相悬浮分散法制备多孔醋酸纤维素微球吸附 剂。
[0004] 为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：
[0005] -种多孔醋酸纤维素微球吸附剂的制备方法，由如下步骤制备得到：通过索氏提 取法提取出废烟头滤嘴中的醋酸纤维素，将处理好的醋酸纤维素在丙酮溶液中与碳酸钙进 行反应得到醋酸纤维素吸附微球雏形，再利用超声波清洗器分散成型得到醋酸纤维素吸附 微球吸附剂。
[0006] 本发明多孔醋酸纤维素微球吸附剂制备方法具体包括如下步骤：
[0007] 步骤1，将废烟头滤嘴中的纤维棒取出，用滤纸包裹，装入索氏器的浸取柱中，在蒸 馏烧瓶中加入95 %的工业乙醇，接入冷凝器，加热回流进行浸渍萃取，观察溢流管内乙醇 的颜色，当乙醇颜色由深黄变成无色停止反应；取出含乙醇的二醋酸纤维素棒，加入一定量 的过氧化氢漂白，常温下放置数小时；再对二醋酸纤维素棒抽滤，吸除二醋酸纤维素棒中的 乙醇并干燥；再将二醋酸纤维素棒与丙酮反应数小时，进行抽滤并烘干处理，得到醋酸纤维 素；
[0008] 步骤2,将步骤1得到的醋酸纤维素完全溶解于丙酮中，并将混合物料置于磁力搅 拌器上，在一定的速度下边搅拌边往混合物料中依次加入蒸馏水和碳酸钙进行反应，搅拌 一定时间后，停止搅拌，再往混合物料中加入所需量的液体石蜡和吐温80,搅拌至物料充分 混合；
[0009] 步骤3,将步骤2的物料置于超声波清洗器中分散、成型后，再进行过滤、洗涤操 作，得到含有碳酸钙的醋酸纤维素微球；
[0010] 步骤4,往250mL浓度为lmol/L的HC1溶液中加入50gNaCl，待NaCl完全溶解后， 再往溶液中加入CaCl2至饱和状态；
[0011] 步骤5,将步骤3制得的含碳酸钙的醋酸纤维素微球置于步骤4的溶液中，在一定 转速下搅拌一定时间，再经过滤、洗涤、干燥处理后，即可得到多孔醋酸纤维素微球吸附剂。
[0012] 进一步优选，步骤1中，所述工业乙醇的加入体积为100mL，所述加热回流的反应 温度为100 °C。
[0013] 进一步优选，步骤2中，所述碳酸钙与醋酸纤维素的加入质量比为1 : 1.25~ 1 : 1.5,所述反应温度为20~30°C。
[0014] 进一步优选，步骤2中，所述碳酸钙的粒径为2 μm。
[0015] 进一步优选，步骤5中，所述搅拌速度为250r/min。
[0016] 本发明多孔醋酸纤维素微球吸附剂的制备原理：本发明通过索氏提取法提取出醋 酸纤维素，再将醋酸纤维素在丙酮溶液中与碳酸钙进行反应，反应原理是利用溶剂回流和 虹吸原理，使固体物质每一次都能为纯的溶剂所萃取，再利用碳酸钙反应产生的气体增大 比表面积，最后利用石蜡和吐温80对产品定型。
[0017] 本发明通过索氏提取法提取出醋酸纤维素，去除滤嘴中的有害成分，再利用反相 悬浮分散法制备多孔醋酸纤维素微球吸附剂。反相悬浮分散法是在醋酸纤维素充分溶解的 情况下，提高搅拌器的转速，加入一定量的碳酸钙颗粒，利用吐温和石蜡固定形态，再加入 至超声波清洗器分散、成型，待洗涤、过滤和干燥后即制得多孔醋酸纤维微球吸附剂。在废 弃烟头给环境带来严重污染的同时，通过对滤嘴的再处理可以对含重金属的废水产生吸附 效果，对实现可循环利用很有必要。
[0018] 有益效果：相比于现有技术，本发明多孔醋酸纤维素微球吸附剂的制备方法是先 通过索氏提取法从烟蒂滤嘴中提取出醋酸纤维素，再利用反相悬浮分散法制备得到多孔醋 酸纤维素微球吸附剂，制得的多孔醋酸纤维素微球吸附剂表现出对Fe2+、Cd2+等重金属离子 具有良好的吸附能力；本发明的制备方法原料易得，且属于废物利用，不仅降低了产品的制 备成本，而且减少了废烟头对环境的污染，同时本发明制备方法反应条件温和，对环境无污 染。
【具体实施方式】
[0019] 根据下述实施例，可以更好地理解本发明。然而，本领域的技术人员容易理解，实 施例所描述的内容仅用于说明本发明，而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的本 发明。
[0020] 实施例1
[0021] -种多孔醋酸纤维素微球吸附剂的制备方法，具体包括如下步骤：
[0022] 步骤1，通过索氏提取法提取滤嘴中的醋酸纤维素：收集烟蒂100个，去除烟蒂里 剩余的烟丝，用刀片割破纤维棒包裹纸，取出纤维棒（剔除烧焦的纤维棒），得到20克纤维 棒；分多次，用滤纸包裹纤维棒，装入索氏器的浸取柱中，在蒸馏烧瓶中加入l〇〇mL 95%工 业乙醇，接入冷凝器，在加热套上加热回流，加热回流的反应温度为l〇〇°C，进行浸渍萃取， 观察溢流管内乙醇的颜色，当乙醇颜色由深黄变成无色停止反应，时间约2-3小时；取出饱 含乙醇的二醋酸纤维素棒置于密闭容器内，加10毫升过氧化氢漂白，常温下放置24小时； 再将二醋酸纤维素棒置于布氏漏斗中抽滤，吸除乙醇，常温干燥，将二醋酸纤维素棒移入 500毫升烧杯内，加入228毫升（180克）丙酮，振荡15分钟，密封放置24小时，用脱脂棉经 布氏漏斗抽滤后，将滤液徐徐倾入