專利名稱：一種離子交換纖維材料的清潔再生工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種再生技術(shù)，特別涉及一種采用食品級(jí)氯化鈉溶液對(duì)離子交換材料
進(jìn)行再生處理，實(shí)現(xiàn)離子交換纖維材料的清潔再生技術(shù)，屬于功能高分子材料技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
離子交換纖維材料是繼離子交換樹脂之后的一類新型的具有離子交換與吸附、化 學(xué)反應(yīng)催化、生物活性等新穎功能的纖維材料。與離子交換樹脂相比，它具有比表面積大、 交換與洗脫速度快、容易再生、應(yīng)用形式多樣、在液相和氣相都能使用、在溶液中幾乎不溶 脹、流體阻力小等特點(diǎn)。已在醫(yī)藥成分提純、核廢水和工業(yè)污水處理、廢氣毒氣處理、空氣與 飲用水凈化、食品藥品脫色、貴重金屬富集與有機(jī)溶劑回收、生物物質(zhì)提高收率等產(chǎn)業(yè)取得 了廣泛的應(yīng)用。 —直以來，離子交換纖維的再生都是沿用傳統(tǒng)的樹脂再生工藝即用一定濃度的 酸、堿浸泡再生的方法，這種方法非產(chǎn)有效而且為離子交換材料的廣泛應(yīng)用作出了突出貢 獻(xiàn)。但是這種方法存在再生后廢液需用大量的酸或堿處理至中性，造成試劑浪費(fèi)、成本提高 等問題；同時(shí)，材料在食品、醫(yī)療等行業(yè)的應(yīng)用中受到一定的限制。例如，用于蔗糖脫色時(shí)傳 統(tǒng)的方法勢(shì)必給蔗糖生產(chǎn)體系帶來污染，也給設(shè)備帶來了耐腐蝕性能的要求，增加了生產(chǎn) 成本。開發(fā)一種清潔的再生工藝成為此類材料研究開發(fā)的一個(gè)熱點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種離子交換纖維材料的清潔再生工藝，該種工藝操作簡(jiǎn)
單、成本低，再生率高。 本發(fā)明采取的技術(shù)方案為 —種離子交換纖維材料的清潔再生工藝，它是將離子交換纖維材料在一定濃度的 食品級(jí)NaCl溶液中浸泡和恒溫振蕩一定時(shí)間制得再生材料。 所述的離子交換纖維材料是含有強(qiáng)酸型或弱酸型官能基團(tuán)的離子交換纖維材料。
所述的離子交換纖維材料優(yōu)選聚四氟乙烯、聚丙烯、聚丙烯腈和聚乙烯醇為基體 的離子交換纖維材料。 所述的食品級(jí)NaCl溶液的質(zhì)量濃度為5 20% 。
所述的食品級(jí)NaCl溶液優(yōu)選pH值調(diào)為5 6的。 所述的離子交換纖維材料與食品級(jí)NaCl溶液的用量比例關(guān)系1 : 50 100(質(zhì) 量g :體積ml)。所述的浸泡時(shí)間為10 60min，溫度為30 90°C 。
所述的恒溫振蕩時(shí)間為10 60min，溫度為30 90°C 。 本發(fā)明采用食品級(jí)氯化鈉溶液對(duì)離子交換材料進(jìn)行再生處理，經(jīng)過調(diào)整再生條 件，可以實(shí)現(xiàn)離子交換纖維材料的清潔再生，再生率高。避免了傳統(tǒng)的再生工藝用堿或酸為 再生劑，再生后廢液需用大量的酸或堿處理至中性，造成試劑浪費(fèi)、成本提高等問題，也避
3免了對(duì)應(yīng)用體系的污染以及對(duì)設(shè)備的腐蝕。原料容易獲得、操作方便，成本較低，為離子交 換纖維材料的工業(yè)化特別是在食品醫(yī)療、蔗糖等行業(yè)的應(yīng)用提供了有利條件。


圖1為NaCl濃度對(duì)再生率的影響；縱坐標(biāo)為再生率，橫坐標(biāo)為NaCl濃度，再生溫 度為70°C ， pH值為6，再生時(shí)間為50min。 圖2為時(shí)間對(duì)再生率的影響；縱坐標(biāo)為再生率，橫坐標(biāo)為時(shí)間，NaCl濃度為10%， 再生溫度為7(TC，pH值為6。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的說明。
實(shí)施例1 稱取0. 5g的聚丙烯基陽離子交換纖維于稱量瓶中，真空干燥至恒重。用0. 5mo1/ L的氫氧化鈉和0. 5mol/L的鹽酸交替浸泡材料活化功能基團(tuán)。具塞錐形瓶中將預(yù)處理好 的纖維材料浸泡于50mL含鈣鎂離子1. 0%的溶液中，在恒溫振蕩器中3(TC振蕩2小時(shí)。濾 出交換纖維材料，用滴定法測(cè)定浸泡前后溶液中鈣鎂離子濃度，計(jì)算每克纖維吸附交換鈣 鎂離子的量。將纖維沖洗干凈至中性，用事先配制好的10. 0%的50mL食品級(jí)NaCl溶液浸 泡，加鹽酸調(diào)節(jié)食品級(jí)NaCl溶液至pH值為6，在恒溫振蕩器中7(TC振蕩1小時(shí)。滴定再生 溶液中鈣鎂離子濃度，計(jì)算每克纖維解析出鈣鎂離子的量。和前面每克纖維交換鈣鎂離子 的量相比較計(jì)算再生率為98%。
實(shí)施例2 稱取0.5g的聚丙烯腈基陽離子交換纖維于稱量瓶中，真空干燥至恒重。用 0. 5mol/L的氫氧化鈉和0. 5mol/L的鹽酸交替浸泡材料活化功能基團(tuán)。具塞錐形瓶中將預(yù) 處理好的纖維材料浸泡于50mL含鈣鎂離子1. 0%的溶液中，在恒溫振蕩器中3(TC振蕩2小 時(shí)。濾出交換纖維材料，用滴定法測(cè)定浸泡前后溶液中鈣鎂離子濃度，計(jì)算每克纖維吸附交 換鈣鎂離子的量。將纖維沖洗干凈至中性，用事先配制好的15. 0%的50mL食品級(jí)NaCl溶 液浸泡，加鹽酸調(diào)節(jié)食品級(jí)NaCl溶液至pH值為5，在恒溫振蕩器中9(TC振蕩1小時(shí)。滴定 再生溶液中鈣鎂離子濃度，計(jì)算每克纖維解析出鈣鎂離子的量。和前面每克纖維交換鈣鎂 離子的量相比較計(jì)算再生率為95%。
實(shí)施例3 稱取0. 5g的聚丙烯基陽離子交換纖維于稱量瓶中，真空干燥至恒重。用0. 5mo1/ L的氫氧化鈉和0. 5mol/L的鹽酸交替浸泡材料活化功能基團(tuán)。具塞錐形瓶中將預(yù)處理好 的纖維材料浸泡于50mL含鈣鎂離子1. 0%的溶液中，在恒溫振蕩器中3(TC振蕩2小時(shí)。濾 出交換纖維材料，用滴定法測(cè)定浸泡前后溶液中鈣鎂離子濃度，計(jì)算每克纖維吸附交換鈣 鎂離子的量。將纖維沖洗干凈至中性，用事先配制好的20. 0%的50mL食品級(jí)NaCl溶液浸 泡，加鹽酸調(diào)節(jié)食品級(jí)NaCl溶液至pH值為5，在恒溫振蕩器中7(TC振蕩1小時(shí)。滴定再生 溶液中鈣鎂離子濃度，計(jì)算每克纖維解析出鈣鎂離子的量。和前面每克纖維交換鈣鎂離子 的量相比較計(jì)算再生率為93%。
實(shí)施例4
4
稱取0.5g的聚四氟乙烯基陽離子交換纖維于稱量瓶中，真空干燥至恒重。用 0. 5mol/L的氫氧化鈉和0. 5mol/L的鹽酸交替浸泡材料活化功能基團(tuán)。具塞錐形瓶中將預(yù) 處理好的纖維材料浸泡于50mL含鈣鎂離子1. 0%的溶液中，在恒溫振蕩器中3(TC振蕩2小 時(shí)。濾出交換纖維材料，用滴定法測(cè)定浸泡前后溶液中鈣鎂離子濃度，計(jì)算每克纖維吸附交 換鈣鎂離子的量。將纖維沖洗干凈至中性，用事先配制好的5. 0%的50mL食品級(jí)NaCl溶液 浸泡，加鹽酸調(diào)節(jié)食品級(jí)NaCl溶液至pH值為6，在恒溫振蕩器中3(TC振蕩50min。滴定再 生溶液中鈣鎂離子濃度，計(jì)算每克纖維解析出鈣鎂離子的量。和前面每克纖維交換鈣鎂離 子的量相比較計(jì)算再生率為90%。
實(shí)施例5 稱取0. 5g的聚丙烯基陽離子交換纖維于稱量瓶中，真空干燥至恒重。用0. 5mo1/ L的氫氧化鈉和0. 5mol/L的鹽酸交替浸泡材料活化功能基團(tuán)。具塞錐形瓶中將預(yù)處理好 的纖維材料浸泡于50mL含鈣鎂離子1. 0%的溶液中，在恒溫振蕩器中3(TC振蕩2小時(shí)。濾 出交換纖維材料，用滴定法測(cè)定浸泡前后溶液中鈣鎂離子濃度，計(jì)算每克纖維吸附交換鈣 鎂離子的量。將纖維沖洗干凈至中性，用事先配制好的10. 0%的50mL食品級(jí)NaCl溶液浸 泡，加鹽酸調(diào)節(jié)食品級(jí)NaCl溶液至pH值為5，在恒溫振蕩器中5(TC振蕩1小時(shí)。滴定再生 溶液中鈣鎂離子濃度，計(jì)算每克纖維解析出鈣鎂離子的量。和前面每克纖維交換鈣鎂離子 的量相比較計(jì)算再生率為94%。
實(shí)施例6 稱取0.5g的聚乙烯醇基陽離子交換纖維于稱量瓶中，真空干燥至恒重。用 0. 5mol/L的氫氧化鈉和0. 5mol/L的鹽酸交替浸泡材料活化功能基團(tuán)。具塞錐形瓶中將預(yù) 處理好的纖維材料浸泡于50mL含鈣鎂離子1. 0%的溶液中，在恒溫振蕩器中3(TC振蕩2小 時(shí)。濾出交換纖維材料，用滴定法測(cè)定浸泡前后溶液中鈣鎂離子濃度，計(jì)算每克纖維吸附交 換鈣鎂離子的量。將纖維沖洗干凈至中性，用事先配制好的15. 0%的50mL食品級(jí)NaCl溶 液浸泡，加鹽酸調(diào)節(jié)食品級(jí)NaCl溶液至pH值為5，在恒溫振蕩器中7(TC振蕩10min。滴定 再生溶液中鈣鎂離子濃度，計(jì)算每克纖維解析出鈣鎂離子的量。和前面每克纖維交換鈣鎂 離子的量相比較計(jì)算再生率為92%。
權(quán)利要求
一種離子交換纖維材料的清潔再生工藝，其特征是它將離子交換纖維材料在一定濃度的食品級(jí)NaCl溶液中浸泡和恒溫振蕩一定時(shí)間制得再生材料。
2. 按照權(quán)利要求1所述的一種離子交換纖維材料的清潔再生工藝，其特征是，所述的 離子交換纖維材料是含有強(qiáng)酸型或弱酸型官能基團(tuán)的離子交換纖維材料。
3. 按照權(quán)利要求2所述的一種離子交換纖維材料的清潔再生工藝，其特征是，所述的 離子交換纖維材料是聚四氟乙烯、聚丙烯、聚丙烯腈或聚乙烯醇為基體的離子交換纖維材 料。
4. 按照權(quán)利要求1所述的一種離子交換纖維材料的清潔再生工藝，其特征是，所述的 食品級(jí)NaCl溶液的質(zhì)量濃度為5 20% 。
5. 按照權(quán)利要求1或4所述的一種離子交換纖維材料的清潔再生工藝，其特征是，所述 的食品級(jí)NaCl溶液的pH值調(diào)為5 6。
6. 按照權(quán)利要求1所述的一種離子交換纖維材料的清潔再生工藝，其特征是，所述的 離子交換纖維材料與食品級(jí)NaCl溶液的用量為每lg離子交換纖維材料用50 100ml食 品級(jí)NaCl溶液。
7. 按照權(quán)利要求1所述的一種離子交換纖維材料的清潔再生工藝，其特征是，所述的 浸泡時(shí)間為10 60min，溫度為30 90°C ;所述的恒溫振蕩時(shí)間為10 60min，溫度為 30 90°C。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種離子交換纖維材料的清潔再生工藝，屬于功能高分子材料技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明采用食品級(jí)氯化鈉溶液對(duì)離子交換材料進(jìn)行再生處理，經(jīng)過調(diào)整濃度、時(shí)間等再生條件，可以實(shí)現(xiàn)離子交換纖維材料的清潔再生，再生率高達(dá)90～98％，避免了傳統(tǒng)的再生工藝用堿(NaOH)或酸(HCl)為再生劑，再生后廢液需用大量的酸或堿處理至中性，造成試劑浪費(fèi)、成本提高等問題，也避免了對(duì)應(yīng)用體系的污染以及對(duì)設(shè)備的腐蝕，同時(shí)原料容易獲得、操作方便，成本較低，為離子交換纖維材料的工業(yè)化特別是在食品醫(yī)療、蔗糖等行業(yè)的應(yīng)用提供了有利條件。
文檔編號(hào)B01J49/00GK101708476SQ200910019600
公開日2010年5月19日 申請(qǐng)日期2009年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月8日
發(fā)明者張其坤, 雷步增 申請(qǐng)人:山東師范大學(xué)