專利名稱：改性纖維素吸附劑及其制備方法和使用再生方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明與改性纖維素吸附劑及其制備方法和使用再生方法有關(guān)。
已有的改性纖維素吸附劑如《季銨化纖維素用于水解活性染料廢液的凈化》(TexT.Chem.col.1955，27(4)，25)一文報道，為季銨化纖維素，其結(jié)構(gòu)式為纖維素-O-CH2CH(OH)CGH2N+(CH3)3，其處理對象為水解活性染料，其再生條件為在1M的NaOH溶液中處理載體，將吸附于樹指上的染料解吸下來。在該強堿條件下可能會降低樹脂的吸附能力和使用壽命。
本發(fā)明的目的是提供一種利用叔胺化纖維素轉(zhuǎn)化成的隱性季銨化纖維素吸附劑。該吸附劑吸附能力強，使用壽命長。
本發(fā)明的另一個目的是提供上述吸附劑的制備方法。
本發(fā)明的又一個目的是提供一種使用和再生上述吸附劑的方法。
本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的一種改性纖維素吸附劑，以纖維素織物為載體，其特征在于載體上生成的纖維素衍生物的分子式為
改性纖維素吸附劑的制備方法，其工藝流程如下(1)將下述處方配制成液體重量％1，1-雙乙基-3羥基氯化氮雜環(huán)丁烷2-4(以下簡稱吖丁啶衍生物)氫氧化鈉 1.5-3脂肪醇聚氧乙烯基醚 0.1(滲透劑JFC)水 其余，(2)將載體(纖維素纖維類織物，紗線等)浸漬于配制的液體中3-5分鐘，然后取出載體擠干，再將載體浸入液體中浸漬3-5分鐘，再取出載體擠干，使帶液率達80-100％[帶液率＝(濕載體-干載體)/干載體]，(3)將擠干的載體置于70-80℃的烘房內(nèi)烘干，再將溫度升至150℃左右焙烘3-5分鐘，(4)將烘干的載體用自來水沖洗除去未反應(yīng)的吖丁啶衍生物及殘留的氫氧化鈉，(5)用1％(重量)的冰醋酸(98％)加入水中將載體沸煮5-10分鐘，以充分中和載體上殘留的氫氧化鈉，(6)將載體水洗干凈后烘干即成。
改性纖維素吸附劑的使用再生方法，其工藝步驟如下(1)將吸附劑放入含陰離子染料印染污水中，其量為污水中含1.5重量份染料，加入的吸附劑為100重量份，吸附溫度為50-60℃，浴比(吸附劑與污水之比)為1∶20，吸附時間為30-60分鐘，吸附后取出吸附劑再生；(2)將吸附有染料的吸附劑用2-5g/L的碳酸鈉沸煮5-10分鐘，即可將活性染料，水解活性染料等小分子的陰離子染料從吸附劑上完全解吸下來；(3)若吸附劑上吸附有大分子的陰離子染料，用此步驟，其方法為先用2-5g/L的碳酸鈉按步驟(2)的方法解吸后，再用N，N-二甲基甲酰胺萃取法將剩余的少量靠氫鍵和范德華引力結(jié)合的染料解吸下來，萃取后的N，N-二甲基甲酰胺可通過蒸餾將其回收再利用。
(4)將解吸后的吸附劑浸泡于pH＝2-4的水溶液中浸泡10分鐘左右，即可使其吸附性能再生，再生后的吸附劑可循環(huán)使用多次而吸附性能下降微小。


圖1為本發(fā)明的咐附解吸性能表。
本發(fā)明具有如下的優(yōu)點和效果1、吸附劑對各種陰離子染料的吸附能力強。
從圖1表中可以看出，該吸附劑對各種類型的陰離子染料均有很強的吸附能力，類似地對冰染染料的色酚、還原染料的隱色體，硫化染料隱色體以及帶有較強極性基團的染料如涂料粒子等均有很強的吸附能力，這是由于該吸附劑實際上為纖維素的叔胺衍生物，通過酸煮后形成了纖維素的季銨衍生物。因而該帶有正電荷的吸附劑對含有陰離子的染料具有很強的靜電引力，從而對陰離子染料的吸附能力很強。
2、吸附劑的再生性能優(yōu)良。
從圖1中可以看出，該吸附劑通過吸附—→解吸—→再生—→再吸附，如此循環(huán)使用10次后，其對各種類型的陰離子染料的吸附率均下降很少，除個別染料(活性紫K-3R)外，吸附能力的下降率均在3％以下。吸附率的下降主要是由于活性染料與吸附劑之間形成部分共價鍵，從而在吸附劑上滯留而占據(jù)了吸附染座。而在實際印染污水中大部分(幾乎全部)活性染料實際上以水解活性染料的形式存在，與吸附劑之間以鹽鍵、氫鍵、范德華引力相互作用，因而多次重復使用以后其吸附能力均可基本保持不變。季銨化合物具有防霉抗菌性能，而吸附劑上含有隱性季銨基團，因而具有防霉抗菌性能，從而使得吸附劑在污水中長期使用而不致霉變，水解。這一點對此類樹脂用于污水脫色很重要。因此這種既吸附性能強，又容易解吸，且制造方便，成本低，又不易霉變，水解的吸附劑，為印染污水脫色開辟了一糸嶄新的途徑。
如下是
具體實施例方式一、吸附劑的制備載體纖維素纖維類織物、紗線、碎屑等工藝處方 重量％1，1-雙乙基-3羥基氯化氮雜環(huán)丁烷2-4％氫氧化鈉 1.5-3％滲透劑JFC 0.1％(脂肪醇聚氧乙烯基醚)加水補充至 100％
具體工藝處方見下表
其中氫氧化鈉起催化氯化吖丁啶的衍生物與纖維素、纖維反應(yīng)的作用，滲透劑JFC起幫助上述所配液體滲透入纖維中的作用。
工藝操作將載體(纖維素纖維類織物、紗線等)浸漬于上述所配制的液體中以能浸沒載體即可)浸漬3-5分鐘，然后取出載體擠干，再將載體浸入液體中浸漬3-5分鐘，再取出載體擠干，使帶液率達80-100％(帶液率
然后將其置于70-80°的烘房內(nèi)烘干，再將溫度升至150°℃左右焙烘3-5分鐘，緊接著將該載體用自來水沖洗5分鐘左右以除去未反應(yīng)的1，1-雙乙基-3羥基氯化氮雜環(huán)丁烷及殘留的氫氧化鈉，最后用1％的冰醋酸(98％)沸煮5-10分鐘，以充分中和載體上殘留的氫氧化鈉，水洗干凈后將該載體烘干即得到吸附劑。其分子式為
二、吸附劑對陰離子染料的吸附能力試驗。實驗中，我們用所制備的吸附劑置于含有一定量的陰離子染料的染液中，測量其吸附染料的吸附率來衡量該吸附劑對陰離子染料的吸附能力。
陰離子染料活性艷紅X-3B、活性艷紫K-3R、水解活性艷紫K-3R，失活的活性嫩黃X-4G、活性艷蘭K-GR、直接耐酸大紅4BS、酸性橙R、弱酸性嫩黃2G等陰離子染料。
吸附條件染液濃度1.5％(對吸附劑重，即100g吸附。加入1.5g染料)，吸附溫度50-60℃；浴比(吸附劑與染液之比)＝1∶20；吸附30-60分鐘。
測試及操作精確稱取各種染料各0.500g，放入小燒杯中，加蒸餾水溶解，然后移入100ml容量瓶中，加蒸餾水稀釋至刻度待用。
安裝吸色裝置，各種染料分別兩套。用移液管準確吸取上述所配染液各30ml入各染色裝置中，然后加170ml水至200。接著將染色裝置放入恒溫水浴鍋中，待溫度上升到50-60℃時，往其中一個染色裝置中迅速加入吸附劑10g，60分鐘后取出吸附劑，保留殘液。
將上述殘液和空白染浴(未加吸附劑的染浴)分別用分光光度計測定其吸光度A(空白染浴太濃，可適當沖淡)。
其中A1為各種染料用吸附劑吸附一定時間后，殘液的吸光度、A0為對應(yīng)的空白染料的吸光度。
三、吸附于吸附劑上的染料的解吸將吸附有染料的吸附劑用2-5g/l的碳酸鈉沸煮5-10分鐘即可將活性染料，水解活性染料等小分子的陰離子染料從吸附劑上完全解吸下來。若解吸不完全說明吸附劑上吸附有大分子的陰離子染料，此時可在先用2-5g/l碳酸鈉按上述方法解吸后，再用N，N-二甲基甲酰胺萃取法將剩余的少量以氫鍵和范德華引力結(jié)合的染料解吸下來。萃取后的N，N-二甲基甲酰胺尚可通過蒸餾將其回收再利用。
四、吸附劑的再生將上述方法解吸染料后所剩吸附劑浸泡于pH＝2-4的水溶液(用98％醋酸或37％的鹽酸調(diào)節(jié))中浸泡10分鐘左右，即可使其吸附性能再生。
再生后的吸附劑—→吸附陰離子染料，并測定吸附率，—→解吸—→再生—→吸附陰離子染料—→循環(huán)使用。
吸附劑循環(huán)使用N次后吸附能力的下降率可以通過下式計算
吸附劑的再生性能見下表
注N次為10次或5次。
權(quán)利要求
1.一種改性纖維素吸附劑，以纖維素織物為載體，其特征在于載體上生成的纖維素衍生物的分子式為
2.改性纖維素吸附劑的制備方法，其工藝流程如下(1)將下述處方配制成液體重量％1，1-雙乙基-3羥基氯化氮雜環(huán)丁烷2-4(以下簡稱吖丁啶衍生物)氫氧化鈉 1.5-3脂肪醇聚氧乙烯基醚 0.1(滲透劑JFC)水其余，(2)將載體(纖維素纖維類織物，紗線等)浸漬于配制的液體中3-5分鐘，然后取出載體擠干，再將載體浸入液體中浸漬3-5分鐘，再取出載體擠干，使帶液率達80-100％[帶液率＝(濕載體-干載體)/干載體]，(3)將擠干的載體置于70-80℃的烘房內(nèi)烘干，再將溫度升至150℃左右焙烘3-5分鐘，(4)將烘干的載體用自來水沖洗除去未反應(yīng)的吖丁啶衍生物及殘留的氫氧化鈉，(5)用1％(重量)的冰醋酸(98％)加入水中將載體沸煮5-10分鐘，以充分中和載體上殘留的氫氧化鈉，(6)將載體水洗干凈后烘干即成。
3.改性纖維素吸附劑的使用再生方法，其工藝步驟如下(1)將吸附劑放入含陰離子染料印染污水中，其量為污水中含1.5重量份染料，加入的吸附劑為100重量份，吸附溫度為50-60℃，浴比(吸附劑與污水之比)為1∶20，吸附時間為30-60分鐘，吸附后取出吸附劑再生，(2)將吸附有染料的吸附劑用含2-5g/L的碳酸鈉沸煮5-10分鐘，即可將活性染料，水解活性染料等小分子的陰離子染料從吸附劑上完全解吸下來，(3)若吸附劑上吸附有大分子的陰離子染料，用此步驟，其方法為先用2-5g/L的碳酸鈉按步驟(2)的方法解吸后，再用N，N-二甲基甲酰胺萃取法將剩余的少量靠氫鍵和范德華引力結(jié)合的染料解吸下來，萃取后的N，N-二甲基甲酰胺可通過蒸餾將其回收再利用。(4)將解吸后的吸附劑浸泡于pH＝2-4的水溶液中浸泡10分鐘左右，即可使其吸附性能再生，再生后的吸附劑可循環(huán)使用多次而吸附性能下降微小。
全文摘要
本發(fā)明為一種改性纖維素吸附劑,載體上生成的纖維素衍生物的分子式如上式,吸附劑的制備方法為二浸二軋—烘干—焙烘—水洗—酸煮—水洗—成品。吸附劑的使用是將其放入陰離子染料的印染污水中30—60分鐘。吸附劑的解吸為放入碳酸鈉溶液中沸煮5—10分鐘,將解吸后的吸附劑浸泡于pH=2—4的水溶液中浸泡10分鐘左右即可。
文檔編號B01J20/22GK1201713SQ9811200
公開日1998年12月16日 申請日期1998年5月14日 優(yōu)先權(quán)日1998年5月14日
發(fā)明者蒲宗耀, 黃玉華, 蒲實 申請人:四川省紡織工業(yè)研究所