>[0065 ]图6为不同铜离子浓度(2 Omg/L，5Omg/L，10 Omg/L)下，新型纤维素吸附材料的吸附 量随时间变化曲线图，图6中曲线为铜离子浓度20mg/L吸附材料的吸附量随时间的变化 曲线，?曲线为铜离子浓度50mg/L吸附材料的吸附量随时间的变化曲线，▲曲线为铜离子 浓度lOOmg/1吸附材料的吸附量随时间的变化曲线。由图6可知，吸附材料的吸附量随着铜 离子浓度升高而上升，l〇〇mg/L时约为52mg/g。图7为4个周期内吸附剂对铜离子吸附去除能 力的变化柱形，由图7可知，吸附材料在循环使用后吸附能力可维持稳定，去除能力保持在 初始值的75%以上。
[0066] 实施例2
[0067] 将4g精制棉在250mL 1: l(v/v)HCl溶液中80度预处理20分钟，之后清洗至中性。在 1L三口烧瓶中加入400mL含有1.8mg/L TEMPO及18mg/L NaBr的混合溶液，将预处理后的纤 维素加入上述混合溶液后，缓缓加入200mL 7%NaC10溶液并剧烈搅拌，将溶液pH调至10，并 开启超声辅助氧化反应的进行，在反应过程中，通过加入〇. 4mol/LNaOH溶液维持溶液pH在 10-10.2之间，氧化反应进行12小时后，加入200mL甲醇并剧烈搅拌1小时以终止反应，静置 反应产物，分层后去除上清液，将余下混合物在SOOOrpm下离心获得固体产物，使用2:1 (v/ V)乙醇/水混合溶液清洗三遍，将固体产物冷冻干燥并研磨，得到氧化纳米纤维素。在1 OOmL 甲醇溶液中加入2g氧化纳米纤维素并搅拌均匀，之后加入10g PEI，剧烈搅拌24小时使PEI 和氧化纳米纤维素充分结合，8000rpm离心，得到静电结合PEI的氧化纳米纤维素，将固体重 新分散在l〇〇mL去离子水中，调节溶液pH为8并逐滴加入4mL 25%的戊二醛溶液，搅拌30min 使交联反应充分进行。离心获得固体产物，冷冻干燥获得吸附材料。
[0068] 本实施例制备的吸附材料对铜离子的最大吸附量为41.58mg/g。
[0069] 实施例3
[0070] 将4g精制棉在250mL 1: l(v/v)HCl溶液中80度预处理20分钟，之后清洗至中性。在 1L三口烧瓶中加入400mL含有1.8mg/L TEMPO及18mg/L NaBr的混合溶液，将预处理后的纤 维素加入后，缓缓加入200mL 7%NaC10溶液并剧烈搅拌，将溶液pH调至10，并开启超声辅助 氧化反应的进行，在反应过程中，通过加入0.4mol/L NaOH溶液维持溶液pH在10-10.2之间， 氧化反应进行12小时后，加入200mL甲醇并剧烈搅拌1小时以终止反应，静置反应产物，分层 后去除上清液，将余下混合物在SOOOrpm下离心获得固体产物，使用2:l(v/v)乙醇/水混合 溶液清洗三遍，将固体产物冷冻干燥并研磨，得到氧化纳米纤维素。在l〇〇mL甲醇溶液中加 入2g氧化纳米纤维素并搅拌均匀，之后加入10g PEI，剧烈搅拌24小时使PEI和氧化纳米纤 维素充分结合，SOOOrpm离心，得到静电结合PEI的氧化纳米纤维素，将固体重新分散在 100mL去离子水中，调节溶液pH为8，并逐滴加入4mL 25%的戊二醛溶液，搅拌20min使交联 反应充分进行，离心获得固体产物，冷冻干燥获得吸附材料。
[0071 ]本实施例制备的吸附材料对铜离子的最大吸附量为27.08mg/g。
[0072] 实施例4
[0073] 将4g精制棉在250mL 1: l(v/v)HCl溶液中80度预处理20分钟，之后清洗至中性。在 1L三口烧瓶中加入400mL含有1.8mg/L TEMPO及18mg/L NaBr的混合溶液，将预处理后的纤 维素加入后，缓缓加入200mL 7%NaC10溶液并剧烈搅拌，将溶液pH调至10，并开启超声辅助 氧化反应的进行，在反应过程中，通过加入0.4mol/L NaOH溶液维持溶液pH在10-10.2之间， 氧化反应进行12小时后，加入200mL甲醇并剧烈搅拌1小时以终止反应，静置反应产物，分层 后去除上清液，将余下混合物在SOOOrpm下离心，获得固体产物，使用2 :l(v/v)乙醇/水混合 溶液清洗三遍，将固体产物冷冻干燥并研磨，得到氧化纳米纤维素。在l〇〇mL甲醇溶液中加 入2g氧化纳米纤维素并搅拌均匀，之后加入10g PEI，剧烈搅拌24小时使PEI和氧化纳米纤 维素充分结合，SOOOrpm离心得到静电结合PEI的氧化纳米纤维素，将固体重新分散在100mL 去离子水中，调节溶液pH为8并逐滴加入4mL 25%的戊二醛溶液，搅拌10min使交联反应充 分进行，离心获得固体产物，冷冻干燥获得吸附材料。
[0074] 本实施例制备的吸附材料对铜离子的最大吸附量为19.78mg/g。
[0075] 以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对 于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行 若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
[0076] 对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。 对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的 一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明 将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一 致的最宽的范围。
【主权项】
1. 一种氧化纳米纤维素吸附材料的制备方法，包括以下步骤： A) ，将含纤维素的原料进行预处理后清洗； B) ，在2,2,6,6_四甲基哌啶-氮-氧化物与溴化钠的催化作用下，将步骤A)得到的纤维 素在氧化剂的作用下进行氧化反应，得到氧化纳米纤维素;所述氧化剂为次氯酸钠； C) ，将所述氧化纳米纤维素与含有氨基的高分子的有机溶液混合后离心，再与交联剂 混合，反应后得到氧化纳米纤维素吸附材料。2. 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤B)中氧化反应结束之后还包括： 在氧化反应后的溶液中加入甲醇。3. 根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述氧化反应的过程中加入氢氧 化钠溶液，使反应溶液的pH为10~10.2。4. 根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述含有氨基的高分子为聚乙烯 亚氨、聚乙酰胺或聚丙烯亚胺。5. 根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述交联剂为戊二醛。6. -种氧化纳米纤维素吸附材料，包括氧化纳米纤维素与复合于所述氧化纳米纤维素 表面的功能基团，所述功能基团包括羧基与氨基。7. 根据权利要求6所述的氧化纳米纤维素吸附材料，其特征在于，所述氧化纳米纤维素 是由纤维素在2，2，6，6-四甲基哌啶-氮-氧化物-NaBr-NaCIO体系中氧化得到。8. 根据权利要求6所述的氧化纳米纤维素吸附材料，其特征在于，所述氧化纳米纤维素 的纤维宽度为20~30nm〇9. 根据权利要求6所述的氧化纳米纤维素吸附材料，其特征在于，所述氨基是由含有氨 基的高分子与氧化纳米纤维素通过交联反应得到。10. 根据权利要求6所述的氧化纳米纤维素吸附材料，其特征在于，所述含有氨基的高 分子为聚乙烯亚胺、聚乙酰胺或聚丙烯亚胺。
【专利摘要】本发明提供了一种氧化纳米纤维素吸附材料的制备方法，包括以下步骤：将纤维素进行预处理后清洗；在2,2,6,6-四甲基哌啶-氮-氧化物与溴化钠的催化作用下，将得到的纤维素在氧化剂的作用下进行氧化反应，得到氧化纳米纤维素；所述氧化剂为次氯酸钠；将所述氧化纳米纤维素与含有氨基的高分子的有机溶液混合后离心，再与交联剂混合，反应后得到氧化纳米纤维素吸附材料。本申请通过上述制备方法增加了纤维素的比表面积，提高了重金属污染物与吸附剂的可接触性，又使得材料表面具有大量的吸附功能基团，可通过络合作用和静电作用将重金属离子从污水体系中聚集到吸附剂表面。本发明还提供了一种氧化纳米纤维素吸附材料。
【IPC分类】B01J20/30, B01J20/26
【公开号】CN105498733
【申请号】CN201610084367
【发明人】盛国平, 张楠
【申请人】中国科学技术大学
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2016年2月5日