[发明专利]一种竹浆纤维素基絮凝脱色复合功能材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，特别是涉及一种竹浆纤维素基絮凝脱色复合功能材料及其制备方法。

背景技术

絮凝技术是目前国内外用于提高废水处理效率的一种既经济又简便的水处理技术，已经被广泛应用于给水及饮用水处理、工业废水处理和食品发酵工业等领域。絮凝剂在用水与废水处理和生产过程的固液分离中占有重要的地位，絮凝剂的选择与使用直接关系絮凝效果的优劣。近些年，随着人们对更加环境友好和可持续发展要求，天然高分子絮凝剂受到越来越多的关注。

然而目前，在有机高分子絮凝脱色领域，絮凝剂不能兼顾絮凝与脱色两种功效，且存在对环境二次污染和污泥降解困难等问题。在絮凝脱色材料的制备领域，中国专利(CN 101307119B)“一种两性型壳聚糖絮凝剂的制备方法”将壳聚糖溶解在丙烯酸的水溶液中，丙烯酸溶液的质量百分浓度为0.1-1％，配制成壳聚糖的质量百分浓度为1-3％的溶液，在得到的溶液中加入硝酸铈铵引发剂，再加入丙烯酰胺，丙烯酰胺与壳聚糖的质量比为1:1-8:1，在45-65℃反应2-4小时，制备得到两性型壳聚糖絮凝剂，并对其絮凝性能进行了表征；中国专利(CN105504161A)“一种阴离子型高分子絮凝剂及其制备方法”将去离子水、螯合剂、链转移剂和对丙烯酰胺苯甲酸钠加入到反应器中，并调节pH值为5-9后加入丙烯酸乙酯酸钠，通N₂后加入引发剂，然后引发聚合，得到透明粘稠共聚物，冷却至室温后洗涤、干燥，得到阴离子型高分子絮凝剂，用于处理油田废水；中国专利(CN101143743B)“一种阳离子型高分子絮凝剂的制备方法”以丙烯酰胺、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、季铵化试剂、去离子水为原料，使用不同的引发剂体系，严格控制反应物浓度，在常压下水溶液聚合，并对其絮凝性能进行了表征；美国专利(US 20140158633A1)“Particle suspensions of flocculating polymer powders and powder flocculant polymer blends”以聚环氧乙烷和聚丙烯酰胺制得粉末混合物絮凝剂，粉末混合物絮凝剂用于废水净化和纤维脱水；美国专利(US20150076070A1)“Advanced treatment method for biochemical tail water of coking wastewater”以聚合硫酸铁(PFS)和聚丙烯酰胺(PAM)作为絮凝剂，用于生物处理废水的预处理，并使用氢氧化钠溶液作为用于再生纳米复合材料的解吸试剂，可广泛应用于焦化废水的先进处理和综合利用。截止目前，还未见到利用竹浆纤维素和聚丙烯酰胺作为原料，同时加入活性炭，用以制备絮凝脱色复合功能材料的相关工艺技术出现。

竹浆纤维素基絮凝脱色复合功能材料采用天然竹子纤维素为骨架材料，接枝聚丙烯酰胺，加入活性炭，处理废水中微溶及可溶性污染物，絮凝沉淀，降低色度，兼顾絮凝和脱色性能，可达到废水中悬浮物与溶解性污染物的同时去除，适用于印染废水和市政废水等污水处理，具有环境和经济的重要现实意义。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种增强脱色与絮凝复合效果的竹浆纤维素基絮凝脱色复合功能材料的制备方法。

为实现上述目的，本发明的技术方案是采用以下步骤：

1)将竹浆浆板剪成块状、用微型植物粉碎机打碎，经220-320目筛网过滤，得到粒径为0.042-0.068mm的竹浆纤维素粉末；

2)称取步骤1)中得到的竹浆纤维素粉末，溶于5℃预冷冻90min的氢氧化钠/尿素混合溶液中，磁力搅拌5-15min，薄膜密封放入-10--15℃的冰箱里冷冻50-80min，得到冷冻纤维素溶液；

3)将步骤2)得到的冷冻纤维素溶液在磁力搅拌作用下，通入氮气60min，35-45℃加入引发剂引发30-60min，加入聚丙烯酰胺进行接枝聚合，聚丙烯酰胺与竹浆纤维素粉末的质量比为1.5-2.5:1，置于35-45℃温度中反应90-150min，得到粘稠聚合物液体；

4)在步骤3)得到的粘稠聚合物液体中加入活性炭，磁力搅拌15-60min，反应体系保持35～45℃温度，得到竹浆纤维素基絮凝脱色复合功能材料。

进一步的，所述步骤2)中氢氧化钠/尿素混合溶液，其中氢氧化钠和尿素的质量分数分别为5wt％和14wt％，氢氧化钠/尿素混合溶液与竹浆纤维素粉末的质量比为25-35:1。