專利名稱：巰基纖維的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種應(yīng)用于處理廢水的改性高分子材料制備方法。具體地說，涉及一種用于去除水中有害離子Pt(IV)、Pd(II)、As(III)、Hg(II)、Ag(I)、CH3Hg(I)、Pb(II)、Cd(II)的巰基纖維制備方法。巰基纖維與上述離子能發(fā)生吸附、配位、螯合等物理化學(xué)作用而將其截留在巰基纖維上從而達(dá)到與水分離的目的。依據(jù)離子被吸附強弱的差異，利用不同的洗脫劑可將吸附離子洗脫，巰基纖維得以再生，再生后的巰基纖維可反復(fù)使用。巰基纖維具有吸附速度快、吸附完全、吸附容量大等優(yōu)點，在分析化學(xué)領(lǐng)域已有廣泛應(yīng)用?，F(xiàn)有巰基纖維(巰基棉)制備技術(shù)系用純棉纖維在醋酸、乙酸酐介質(zhì)中與巰基乙酸進(jìn)行酯化反應(yīng)再經(jīng)過水洗、干燥等工序得到。在此技術(shù)中所用原料-巰基乙酸的合成工藝路線長特別是巰基乙酸分離提純工序需消耗大量的有機溶劑和能量，價格昂貴，限制了巰基纖維推廣應(yīng)用，目前市場也無商品化巰基纖維供應(yīng)。
本發(fā)明的目的是提供能夠克服上述現(xiàn)有技術(shù)的弊端，提供一種用于處理廢水中重金屬并具有低能耗、低成本、低污染的巰基纖維制備方法。
本發(fā)明的技術(shù)方案是采用鹵代酸和含硫化合物為原料替代巰基乙酸，纖維素經(jīng)酯化、巰基化、酸化、還原、水洗、干燥等工序合成巰基纖維。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的巰基纖維制備工藝路線1纖維素與鹵代酸的酯化-烷基鹵的巰基化-酸化-還原-水洗-干燥。
纖維素與鹵代酸的酯化纖維素與鹵代酸在醋酸、醋酸酐水溶液中，少量硫酸催化，20℃～40℃，反應(yīng)1～3天，過濾，水洗。
烷基鹵的巰基化酯化物中加入含硫化合物硫氫化鈉(或者硫化氫、硫化鈉、硫化鉀、硫氫化鉀、硫代硫酸鹽、多硫化物和硫脲)水溶液，反應(yīng)溫度大于50℃，時間5～120分鐘。
酸化用無機酸對上述物料進(jìn)行酸化。
還原在酸化液中邊攪拌邊緩慢加入鋅粉。
水洗還原后的物料去除水液，用水水洗至中性。
干燥巰基纖維經(jīng)壓濾后放入30℃～40℃烘箱烘1～3小時。
巰基纖維制備工藝路線2鹵代酸巰基化-巰基酸與纖維素酯化-還原-水洗-干燥；鹵代酸巰基化鹵代酸經(jīng)堿中和后加入含硫化合物硫氫化鈉(或者硫化氫、硫化鈉、硫化鉀、硫氫化鉀、硫代硫酸鹽、多硫化物和硫脲)水溶液，反應(yīng)溫度大于50℃，反應(yīng)時間5～120分鐘。
巰基酸與纖維素酯化上述反應(yīng)液中加入纖維素、醋酸、醋酸酐和少量硫酸催化，20℃～40℃，反應(yīng)1～3天，過濾，水洗。
還原在上述物料中邊攪拌邊緩慢加入鋅粉。
水洗還原后的物料去除水液，用水水洗至中性。
干燥巰基纖維經(jīng)壓濾后放入30℃～40℃烘箱烘1～3小時。
按工藝路線1或工藝路線2制備的巰基纖維含硫量(W％)為2～10％，纖維強度受損較小，可應(yīng)用于處理含重金屬廢水。
權(quán)利要求
1.巰基纖維的制備方法，制備應(yīng)用于處理廢水中重金屬的巰基纖維主要原料由纖維素、鹵代酸、含硫化合物、醋酸、乙酸酐、硫酸、氫氧化鈉和水組成，其特征在于制備工藝中的關(guān)鍵工序可采用(1)纖維素先與鹵代酸酯化，然后，再對纖維素酯化物分子上的烷基氯進(jìn)行巰基化；(2)合成的巰基酸不經(jīng)精制、分離等后處理立即用于與纖維素酯化，兩種中的任意一種。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的纖維素，其特征還在于所述的纖維素為多糖結(jié)構(gòu)的天然纖維素，可以列舉的有棉花、木材、亞麻、廢紙、桔桿。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含硫化合物，其特征還在于所述的含硫化合物為硫化氫、硫化鈉、硫化鉀、硫氫化鈉、硫氫化鉀、硫代硫酸鹽、多硫化物和硫脲。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鹵代酸，其特征還在于所述的鹵代酸為一氯代酸，可以列舉的有氯乙酸、β-氯丙酸、γ-氯丁酸。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的巰基纖維的制備方法，其特征還在于制備工藝包含a.纖維素與鹵代酸的酯化；b.纖維素酯化物分子上烷基氯的巰基化；c.巰基物的酸化；d.付產(chǎn)物的還原；e.水洗；f.干燥等工序中至少a，b，e，f或全部工序按順序組合制備巰基纖維。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的巰基纖維的制備方法，其特征還在于制備工藝包含a.鹵代酸巰基化；b.巰基酸與纖維素酯化；c.付產(chǎn)物的還原；d.水洗；e.干燥等工序中至少a，b，d，e或全部工序按順序組合制備巰基纖維。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、6所述的巰基纖維的制備方法，其特征還在于制備工藝中，由a工序合成的巰基酸不經(jīng)精制、分離等后處理立即用于下道工序。
全文摘要
本發(fā)明提供一種應(yīng)用于處理廢水中重金屬的巰基纖維制備方法。主要以纖維素、鹵代酸、含硫化合物、醋酸、乙酸酐、無機酸為原料。制備工藝路線1.纖維素與鹵代酸的酯化—烷基鹵的巰基化—酸化—還原—水洗—干燥；2.鹵代酸巰基化—巰基酸與纖維素酯化—還原—水洗—干燥；本發(fā)明的特征是制備巰基纖維無須巰基乙酸為原料，其優(yōu)點是省去了合成巰基乙酸時的萃取和蒸餾等工序，減少了有機溶劑對環(huán)境的影響，降低能耗和成本。
文檔編號C02F1/28GK1580337SQ03142000
公開日2005年2月16日 申請日期2003年8月4日 優(yōu)先權(quán)日2003年8月4日
發(fā)明者施文健, 祝信賢 申請人:上海理工大學(xué)