[发明专利]一种双胺肟改性纤维素材料、制备方法及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种改性纤维素材料、制备方法及其应用，具体涉及一种偕胺肟-羟胺肟改性纤维素材料、制备方法及其应用，属于功能高分子材料领域。

背景技术

纤维素作为一种纤维状、多毛细管的立体规整性生物质资源，具备价廉易得、安全环保、可生物降解等特性，纤维素分子式(C₆H₁₀O₅)n，是由很多D-吡喃葡萄糖彼此以β-1, 4糖苷键连接而成的线型大分子多糖，每个葡萄糖单元含有3个可供反应的羟基，为充分挖掘纤维素的潜在功能和顺应市场需求，可通过一系列化学反应在羟基上引入特定基团，制备功能性的纤维素衍生物。

胺肟基团因具有特殊的结构，其链节中的孤对电子对可与金属离子产生配位螯合作用形成稳定的螯合环，在废水处理、富集回收贵金属、浮选矿物和痕量金属元素的测试分析领域应用广泛。胺肟基团包括偕胺肟基团和羟胺肟基团两种：偕胺肟(R-C(NH₂)=N-OH)基团的链节中含有胺基与肟基双齿配位基团，均可与金属离子产生配位螯合作用形成稳定的螯合环；羟胺肟(氧肟酸)基团有烯醇式(R-C(OH)=N-OH)和酮式((R-C(O)NH-OH)两种结构，烯醇式不稳定，常以酮式存在，羟胺肟也是一种典型的螯合剂，在絮凝分离领域日渐被重视。

目前，已有多种偕胺肟或羟胺肟螯合材料问世，中国发明专利( CN1056533)“用含偕胺肟基材料还原提取黄金”，公开了羟胺溶液改性腈纶纤维得到偕胺肟螯合纤维的制备方法，但由于此方法制得的材料机械性能较差，在反复的使用和再生过程中易发生断裂破碎，从而影响了他们的实际应用。陈锋等采用乳液聚合法首先得到丙烯酰胺和苯乙烯的共聚物，然后使用硫酸羟胺对共聚物胺肟化，得到一种带有苯环结构的羟胺肟(氧肟酸)，并考察其对赤泥的絮凝效果(中国有色金属学报, 2007, 17(3): 498-503)。中国发明专利(CN 103223333 A)“一种含双偕胺肟基的改性硅胶吸附剂及其制备方法”，公开了一种含有双偕胺肟基的改性硅胶吸附剂及其制备方法，具体涉及硅胶的活化、浸渍、干燥、接枝单体、胺肟化改性步骤，制得一种微米级改性硅胶吸附剂。可见，过往研究多存在工艺复杂、操作繁琐、机械强度低、微米级材料分离困难、循环再生性差等问题。另外，制备的材料局限在仅含有偕胺肟或羟胺肟或者双偕胺肟基团，对于同时含有偕胺肟和羟胺肟基团的材料尚未见报道。

发明内容

 本发明针对现有偕胺肟螯合纤维材料存在的不足，提供一种制备方法简单、流程较短、安全环保、性能高效的双胺肟改性纤维素材料、制备方法及其应用。本发明制得的双胺肟改性纤维素材料既含有偕胺肟基团又包含羟胺肟基团，二者协同作用，反应活性增强；它结合了双胺肟基团高选择性和纤维素载体具有的多孔、大比表面积和高机械强度优点，可应用于富集分离贵金属和稀有金属、废水净化、痕量金属元素的测试分析领域。

为实现上述发明目的，本发明的技术方案为提供一种双胺肟改性纤维素材料，它的结构式为:

 ；

其中： 代表聚2-氰基-3-乙氧基丙烯酸乙酯分子链。

本发明所述的双胺肟改性纤维素材料的制备方法，步骤包括：

1、用碱液对纤维素进行活化处理得到碱化纤维素；

2、在复合引发剂硝酸铈铵和偶氮二异丁腈作用下，将单体2-氰基-3-乙氧基丙烯酸乙酯接枝至碱化纤维素上，得到接枝共聚纤维素；

3、采用羟胺溶液对2得到的接枝共聚纤维素进行胺肟化处理，制得一种带有偕胺肟、羟胺肟基团的双胺肟改性纤维素材料。