[发明专利]酯化丝瓜络的制备方法及其在有机物吸附中的应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种酯化丝瓜络的制备方法及其作为吸附剂在有机物，尤其是水体系中有机物的吸附方面的应用，属于天然高分子材料改性或水处理技术领域。实验所用丝瓜络来源丰富，改性空间大，对环境无副作用，在污水处理方面可部分替代合成高分子材料，发展前景好。

背景技术

资源短缺和环境污染已成为当今世界两个主要的问题，利用天然可再生资源，开发环境友好产品和技术已经迫在眉睫。纤维素作为地球上最丰富的可再生资源，具有来源广泛、价格低廉、可生物降解和环境友好等特点。

近年来，我国水污染事故频发，70％以上的河流都受到了不同程度的污染，江河的水污染形势十分严峻。有机物如聚酚类，有机氯化合物或者芳香族类被认为对生物种和动物群两者是最有毒的。这些东西的来源多种多样：在农田中沉积下的杀虫剂和除草剂的沥滤和流失和工业废水的排放等。在没有任何治理的情况下，有机物和持续的有机污染物(POP)由于化学稳定性高，降解物稳定，即使在非常低的浓度下也是非常有毒的，它们在水中积累，增加了地下资源不可逆转性污染的风险。

常用于水治理的技术有：粒状活性炭过滤，氧气或臭氧氧化，光化学分裂和膜分离。其中，活性炭的吸附作用仍然是集中有机污染物以及从排水渠中降低浓度的有效方法之一，但活性炭再生成本较高且基体损失相当大。此外，如果不溶物和离子竞争炭上的吸附点，活性炭会过早地消耗完。这些缺点使得寻找成本更低、效果更好、环境更友好的合适替代品成为必需。

天然高分子材料不仅具有质轻价廉易得等优点，而且具有亲水性，带有配位基、易于进行化学改性来满足不同的应用需要，以及具有生物降解和可再生特性，是环境友好材料。

丝瓜络是丝瓜果实中的维管束，主要由纤维素、半纤维素及木素组成。它具有独特的多孔性物理结构和优良的机械强度，在我国江、浙、沪、豫、赣、陕等很多地方广泛种植。丝瓜络既具有两亲(亲水和亲油)化学结构和独特的空间物理结构，同时还具有优良的机械强度和良好的脱附油脂而再生的循环使用特性。对丝瓜络进行适当的化学改性，还可以改变其亲水亲油值，从而增强其特殊的吸附作用，用于不同的分离场合。

尽管如此，在各种天然植物纤维中，研究较多的是棉纤维、甘蔗渣、秸秆和芝麻秆等，而对丝瓜络的研究很少。我国开展的有关丝瓜络的研究主要集中在其药用价值上；国外受种植量的影响，对丝瓜络的研究主要集中在南美和亚洲。如Tanobe等人对丝瓜络用NaOH和甲基丙烯酸进行处理，分析了丝瓜络处理前后的化学与物理结构、热性能及溶解能力；H.Demir等测试了丝瓜络和聚丙烯复合物在三种偶联剂作用下的机械性能，表面形态以及吸水性；丝瓜络作为微生物的固定介质，主要应用于制造乙醇、山梨醇、乳酸等物质。

本发明即通过对丝瓜络进行酯化改性，用于有机物及其水溶液的吸附，从而开拓其在有机物分离领域中的应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种酯化丝瓜络的制备方法。

本发明的另一个目的是提供酯化丝瓜络作为吸附剂在有机物吸附中的应用。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的。

一、一种酯化丝瓜络的制备方法，其特征在于该方法具有以下工艺步骤：

a.碱预处理：将天然丝瓜络与适量的质量百分浓度为8～50％的NaOH/乙醇溶液相混合，浸泡1～48h后，保留适量的溶液，使丝瓜络处于浸润状态，用500～700W微波间歇辐射1～20min，再在60～100℃恒温水浴中回流0～3h，用去离子水洗涤至中性后，在60～100℃下烘干，得到碱处理丝瓜络；

b.酯化丝瓜络制备：将步骤a的碱处理丝瓜络浸没于乙酸酐1～48h，然后保留适量的乙酸酐，使丝瓜络处于浸润状态，用500～700W微波间歇辐射1～20min，用去离子水洗涤至中性后，在60～100℃下烘干，得到酯化丝瓜络。

二、按上述方法制备的酯化丝瓜络在有机物吸附中的应用。

本发明的酯化丝瓜络在有机物吸附领域的应用为直接用于有机物纯体系及对水体系中有机物的吸附和脱附。由于丝瓜络具有特殊的多孔性物理结构(参见附图1)，因此具有良好的吸附性能。