[发明专利]一种利用废弃PET纤维制备的应急吸附材料及制备方法

说明书

技术领域

本发明公开了一种利用废弃PET纤维制备的有机-无机复合应急吸附材料及其制备方法，更具体的说是基于一种基于废弃PET纤维为基质的碱式氯化铝修饰的应急吸附纤维及其制备方法。

背景技术

PET作为一种高分子聚合材料被广泛用于制造纤维/织物、容器包装、工程材料。2010年全世界PET的产量超过亿吨，其中70％用于制造纤维/织物。中国作为世界上最大的PET生产国和消费国，每年生产和消耗了大量的PET材料，但其中不足10％的PET被回收。由于PET纤维在环境中很难被降解，且无法通过简单的物理方法被回收，因此如何对废旧PET纤维进行回收成为了一个难题[B.Kuczenski，R.Geyer，Material flow analysis of polyethylene terephthalate in the US，1996-2007.Resources，Conservation and Recycling，54(2010)1161-1169.]，[Y. X.Ou，Y. Zhao，Status and recent developments of PET recovery technology.Chemical Industry and Engineering Progress，29(2010)1086-1090.]。

另一方面，我国近些年环境突发污染事件时有发生，尤其是因砷污染导致的水污染突发事件频发。如何快速、高效去除水中砷(V)成为水污染控制研究领域的热点问题。目前去除水中砷(V)的方法主要为吸附法和混凝沉淀法。混凝沉淀法虽然可以有效去除水中砷(V)，但是产生大量的含砷(V)泥渣不易处置，容易导致二次污染；活性氧化铝吸附法虽然对砷(V)的吸附选择性高，但是其片状、颗粒状的形态不易在环境复杂的河道和湖泊中使用，且成本昂贵，很难在实际水污染应急处置中大规模使用[Victor Raj Mohan Chandrasekaran，Ilayaraja Muthaiyan，Po-Chang Huang，Ming-Yie Liu Using iron precipitants to remove arsenic from water：Is it safe？Water Res.(44)20105823-5827.]，[Dinesh Mohan，Charles U.Pittman Jr Arsenic removal from water/wastewater using adsorbents--A critical review，J.Hazard.Mate.(142)20071-53]。

采用纤维作为吸附材料应用到突发环境污染事件的处置目前已经引起人们的重视，因为纤维状吸附材料在形状上具有很强的可塑性，能够制成网状、纤维状乃至海绵状，使之适用于复杂多变的使用场合，也便于回收再生。研究报道了基于羊毛为基质的螯合纤维，对重金属离子有较好的吸附去除效果；路健美等人合成了对疏水性油类物质有很好的吸附效果的海绵树脂。但是现有的纤维吸附材料都存在着以下的不足：1)采用羊毛等动物毛发作为基质材料，不仅来源困难，不是以规模化生产，且制作成本较高，与处理和合成条件不易操作控制[M.Monier，N.Nawar，D.A.Abdel-Latif，Preparation and characterization of chelating fibers based on natural wool for removal of Hg(II)，Cu(II)and Co(II)metal ions from aqueous solutionsJ.Hazard.Mater.184(2010)118.]，[V.D.Zheljazkov，G.W Stratton，J.Pincock，S.Butler，E.A.Jeliazkova，N.K.Nedkov，P.D.Gerard，Wool-waste as organic nutrient source for container-grown plants，Waste Manage.29(2009)2160-2164.]；2)多数纤维吸附材料主要针对疏水性有机物(油类)的吸附去除，以及重金属阳离子的去除，而未考虑对砷(V)的去除，但近年来实际突发的砷(V)污染事件已经占整个水污染事件的比例在逐年上升。

因此，利用废弃PET纤维作为基质，制备快速去除水中砷的新型应急吸附纤维不仅可以为砷(V)污染的应急处置提供经济、高效的吸附材料，更为废弃PET纤维提供了一条有效的资源化回收途径。

发明内容