[发明专利]一种硫代胺化木质素基强吸油材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种吸油材料的制备方法，更具体地说涉及一种硫代胺化木质素基强吸油材料的制备方法。

背景技术

木质素是一种多环结构复杂、立体网状高分子有机物(见下式)，分子上存在醇羟基(a)、酚羟基(b)、羧基、甲氧基等官能团，有利于高分子结构修饰。在自然界中，木质素的储量仅次于纤维素，而且每年以数百亿吨的速度再生。制浆造纸工业每年要从植物中分离出大约1.4亿吨纤维素，同时得到5000万吨左右的木质素副产品，但迄今为止，超过95％的木质素或者以“黑液”直接排入江河，造成二次污染严重，或者浓缩后焚烧，很少得到有效利用。随着人类对环境污染和资源危机等问题的认识不断深入，木质素这类天然高分子所具有的可再生、可降解等性质日益受到重视，因此对其进行综合开发利用迫在眉睫。

环境保护研究领域中由于油轮漏油造成海面油品污染，需要快速、廉价、有效的吸油材料完成油品吸附、回收工作。常规的树脂吸油材料为丙烯酸酯类树脂和烯烃类树脂材料，其结构特点是低三维网状化学交联结构，在处理油轮漏油造成海面油品污染的问题中存在水与油竞争吸附的问题，导致吸水、吸油性能互相干扰。现有技术中，中国造纸学报.2005,20(2):75-78公开了一种采用常规加热反应合成了二乙烯三胺/甲醛改性木质素胺，发现其作为助乳化剂，对沥青乳化有辅助作用，但由于改性木质素胺表面活性欠佳，无法直接用于吸油材料。公开号为CN 104448340A的中国专利公开了一种木质素基微孔分子筛复合吸油材料，其凭借分子筛孔道规整、孔径分布可控等优势可用于解决一次吸油率不高的问题，但由于其经过乙酰化、硅烷基化、共聚三步法制备，合成路线长，产品收率不高，从而造成工艺复杂、成本昂贵。因此，需要研制一种使用木质素为原料合成硫代胺化木质素基强吸油材料的制备方法以解决现有技术中存在的问题。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中存在的问题，提供一种硫代胺化木质素基强吸油材料的制备方法，该方法以制浆造纸黑液中提取的木质素为原料，合成硫代胺化木质素基强吸油材料。其原理是引入无定形疏水结构的木质素先与醛类、胺化剂发生Mannish反应，再将产物胺化木质素与硫化剂CS₂发生聚合反应，从而提高材料的吸油效率，尤其提高材料对油品的竞争吸附速率。同时，以木质素为原料，可赋予硫代胺化木质素基强吸油材料可生物降解的性能并降低吸油材料的成本，且该制备工艺简单，成本价格低廉。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明的硫代胺化木质素基强吸油材料的制备方法，其包括以下步骤：

胺化木质素的合成：将木质素溶于NaOH水溶液中，充分搅拌，置于入微波反应仪中，设置温度40-60℃、反应压力0.5-3MPa、微波功率300-600W条件下，微波反应仪达到设置温度后加入胺化剂，再缓慢加入甲醛溶液，回流搅拌，使得木质素上的活泼氢、甲醛上的活泼氧、胺化剂上与氮相连的活泼氢发生曼妮希反应，保温反应15分钟至2小时后，将反应液倒入热蒸馏水中，在搅拌状态下滴入盐酸使胺化木质素充分析出，静置后过滤，先以稀盐酸洗涤，然后以蒸馏水洗涤至中性，于40-60℃下干燥,研磨成细粉,再于60-80℃真空干燥即得胺化木质素；

胺化木质素的硫化接枝聚合反应：25-45℃条件下，将硫化剂缓慢加入到溶于有机溶剂的胺化木质素悬浮液中，在25-45℃条件下搅拌反应24-72h，待产物冷却至室温，经过滤、乙醇溶剂洗、蒸馏水洗、干燥，得到固体物质即为硫代胺化木质素基强吸油材料。

本发明上述的制备方法，其进一步的技术方案是所述的木质素是造纸工业废液中提取的木质素，或由秸秆、麦草中分离制备的精制纯化的木质素。

本发明上述的制备方法，其进一步的技术方案还可以是所述的NaOH溶液浓度为0.1mol/L-10mol/L。

本发明上述的制备方法，其进一步的技术方案还可以是所述的木质素与NaOH溶液质量比为5％-50％。

本发明上述的制备方法，其进一步的技术方案还可以是所述的胺化剂为二乙烯三胺。

本发明上述的制备方法，其进一步的技术方案还可以是所述的木质素：胺化剂：甲醛摩尔比为1：1-2：1-2。

本发明上述的制备方法，其进一步的技术方案还可以是所述的热蒸馏水温度为60-100℃；所述的盐酸的浓度为0.1-2mol/L；所述的稀盐酸的浓度为0.01-0.1mol/L；所述的静置时间为0.5-5h

本发明上述的制备方法，其进一步的技术方案还可以是所述的硫化剂与胺化木质素摩尔比为1-2：1。