[发明专利]具有阳离子选择性吸附的磁性纤维素微球及其制备方法

说明书

本发明涉及高分子微球科学与技术领域。本发明提供一种具有阳离子选择性吸附的磁性纤维素微球及其制备方法，赋予纤维素微球具有阳离子选择性吸附功能效果。将阴离子单体与多巴胺类单体的共聚物负载在磁性纤维素微球上，制备具有阳离子选择性吸附的磁性纤维素微球。本发明利用阴离子型多巴胺共聚物对磁性纤维素微球进行改性，得到的微球具有选择性吸附，能使阳离子物质被顺利吸附，而阴离子物质被留下。可用于造纸、印染等工业污水处理。

【技术领域】

本发明涉及高分子微球科学与技术领域，具体地说，涉及一种具有选择性吸附的磁性纤维素微球及其制备方法。

【背景技术】

纤维素是大自然中产量最丰富的一种天然高分子，来源广泛，价格低廉，生物相容性好，可以制备成多种产品，如纤维素微球、纤维素膜、纤维素水凝胶等。此外，将纤维素通过适当的化学或物理方法进行功能化改性，制备出具有不同功能的纤维素基功能材料。可用于石油钻井、食品、陶瓷油料、日化、石墨制品、电子、造纸、涂料、蚊香、烟草、橡胶、农业、胶粘剂、塑料、炸药等行业，改性纤维素还可用于环保等方面。

随着经济的发展，工业规模和数量不断扩大，排放的废水也是一直在增加，对环境影响很大，需要对污水处理后在排放，这企业是很大的困难，特别是染整工厂，生产所排出的废水含有很多阴离子染料或阳离子染料，给环境带来了很大的危害。清理处置废水的过程麻烦、费用高昂，而且传统采用絮凝的方法效果不佳。同时，废水中并不是所有离子型染料都需要去除。因此，开发出具有离子选择性吸附和可重复利用的磁性纤维素微球，具有重要的现实意义。

【发明内容】

本发明要解决的技术问题，在于提供一种具有阳离子选择性吸附的磁性纤维素微球及其制备方法，赋予磁性纤维素微球具有阳离子选择性吸附功能效果，可用于造纸、印染等工业污水处理。

本发明是这样实现：

一种具有阳离子选择性吸附的磁性纤维素微球的制备方法，将阴离子单体与多巴胺类单体的共聚物同磁性纤维素微球反应，制备具有阳离子选择性吸附的磁性纤维素微球。

具体包括如下步骤：

(1)制备纤维素微球；

(2)将步骤(1)制得的纤维素微球置于FeCl₃和FeCl₂混合溶液中，再加入氨水至pH9-12，制备磁性纤维素微球；

(3)将阴离子单体与多巴胺类单体的共聚物加入到步骤(2)制得的磁性纤维素微球中反应，得到具有阳离子选择性吸附的磁性纤维素微球。

进一步地：

步骤(2)中FeCl₂/FeCl₃的摩尔比为1:2，其混合物含量与纤维素微球的质量比为1:3-15。制得的磁性纤维素微球中的Fe₃O₄粒子含量为纤维素微球质量的5％-40％。

步骤(3)所述共聚物为((3，4-二羟基苯乙基)甲基丙烯酰胺)-(2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠)共聚物，或((3，4-二羟基苯乙基)甲基丙烯酰胺)-烯丙基磺酸钠共聚物，或((3，4-二羟基苯乙基)甲基丙烯酰胺)-(4-乙烯基苯磺酸钠)共聚物，((3，4-二羟基苯乙基)丙烯酰胺)-(2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠)共聚物，或((3，4-二羟基苯乙基)丙烯酰胺)-烯丙基磺酸钠共聚物，或((3，4-二羟基苯乙基)丙烯酰胺)-(4-乙烯基苯磺酸钠)共聚物。

其中，所述共聚物的制备方法如下：将多巴胺类单体、引发剂和水溶性阴离子单体溶解在反应溶剂中，然后除去混合溶液中的氧气，并通入氮气保护，在65-70℃下反应20-30h。

更进一步地，所述的多巴胺类单体包括N-(3，4-二羟基苯乙基)甲基丙烯酰胺或N-(3，4-二羟基苯乙基)丙烯酰胺。