[发明专利]一种含亚磺酸基的还原性球形纤维素吸附剂及其制备方法

权利要求书

1.一种含亚磺酸基的还原性球形纤维素吸附剂，采用离子液体溶解纤维素，然后通过接枝共聚反应，并引入还原性基团，制备出还原性球形纤维素吸附剂，其特征在于：所述的还原性球形纤维素吸附剂含有还原性基团亚磺酸基，粒径分布范围为4.5~5.2 mm、比表面积为180~780 m²/g。

2.一种如权利要求1所述的含亚磺酸基的还原性球形纤维素吸附剂的制备方法，其特征在于：所述的制备方法包括以下步骤：

（1）纤维素在离子液体中的接枝共聚：将纸浆纤维或棉纤维溶解于90~120℃的离子液体中，形成质量分数为1%~7.5%的纤维素-离子液体溶液；将上述溶液降温至40~70℃，加入引发剂，反应10~30 min，再加入丙烯酰胺类化合物，接枝共聚反应1~3 h；然后用喷枪将反应液喷入蒸馏水中，常温下150 r/min的速度搅拌，使其固化成球；取出过滤，经水洗，乙醇洗，丙酮洗，制成球形纤维素共聚物CMA；

（2）还原性基团的引入：在配有搅拌，内设恒温系统的反应器中，加入亚磺酸基化合物、醛、酸催化剂和蒸馏水，在20~50℃条件下反应1~3 h，加入步骤（1）的球形纤维素共聚物CMA，在40~70℃条件下反应1~4 h，降至常温，取出，水洗并晾干，即得含亚磺酸基的还原性球形纤维素吸附剂。

3.根据权利要求2所述的含亚磺酸基的还原性球形纤维素吸附剂的制备方法，其特征在于：

（1）纤维素在离子液体中的接枝共聚的原料及其质量份数是：

纸浆纤维或棉纤维：1.3份~6.0份；

离子液体：75.0份~95.5份；

引发剂：0.06份~1.0份；

丙烯酰胺类化合物：3.2份~18.0份；

（2）还原性基团的引入的原料及其质量百分数是：

步骤（1）的球形纤维素共聚物CMA：0.6份~6.5份；

亚磺酸基化合物：3.0份~19.5份；

醛：3.0份~23.0份；

酸催化剂：0.4份~6.0份；

蒸馏水：45.0份~93.0份。

4.根据权利要求2或3所述的含亚磺酸基的还原性球形纤维素吸附剂的制备方法，其特征在于：

所述的纸浆纤维是竹子、蔗渣、稻草、麦草、皇竹草、芨芨草、曲柳、柞木、杨木、芦苇、桉木、桦木或马尾松的碱法或硫酸盐法制浆并经过化学或生物漂白后的纸浆；所述的棉纤维是棉短绒或脱脂棉。

5.根据权利要求2或3所述的含亚磺酸基的还原性球形纤维素吸附剂的制备方法，其特征在于：

所述的离子液体为氯化1-丁基3-甲基咪唑、1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐、1-乙基-3-甲基咪唑氯化物、氯化1-(2-羟乙基)-3-甲基咪唑盐、氯化N-丁基吡啶、苄基二甲基十四烷基氯化铵中的一种。

6.根据权利要求2或3所述的含亚磺酸基的还原性球形纤维素吸附剂的制备方法，其特征在于：

所述的引发剂为过硫酸钾、过硫酸铵、过硫酸钾/亚硫酸钠、乙酰丙酮钴、过磷酸钠、H₂O₂/Fe²⁺中的一种或几种。

7.根据权利要求2或3所述的含亚磺酸基的还原性球形纤维素吸附剂的制备方法，其特征在于：所述的丙烯酰胺类化合物为丙烯酰胺、N,N'-亚甲基双丙烯酰胺中的一种。

8.根据权利要求2或3所述的含亚磺酸基的还原性球形纤维素吸附剂的制备方法，其特征在于：

所述的亚磺酸基化合物为二氧化硫脲、对甲苯亚磺酸钠、连二亚硫酸钠、苯亚磺酸钠、甲醛次硫酸氢钠中的一种。

9.根据权利要求2或3所述的含亚磺酸基的还原性球形纤维素吸附剂的制备方法，其特征在于：

所述的醛为甲醛、甲基壬基乙醛、戊二醛、乙醛、辛醛、乙二醛、己醛中的一种。

10.根据权利要求2或3所述的含亚磺酸基的还原性球形纤维素吸附剂的制备方法，其特征在于：所述的酸催化剂为硫酸、盐酸、硝酸、乙酸、磷酸、乙二酸、丙烯酸中的一种或几种。