[发明专利]一种吸附染料纤维及其绳索的制备方法

说明书

本发明提供一种吸附染料纤维及其绳索的制备方法。该吸附染料纤维按照重量百分比的化学组成为：蝶烯骨架聚合物2～20wt％，聚丙烯腈与聚氨酯总含量在80～98wt％，其中聚丙烯腈与聚氨酯质量比在1：(0.25～4)；蝶烯骨架聚合物的结构式为：其中，n为整数且≥50，硫含量为0.5～5.0wt％。绳索由上述多条吸附染料纤维编织得到。制备方法包括：将蝶烯骨架聚合物与溶剂一混合均匀得到蝶烯骨架聚合物分散液；将聚丙烯腈、聚氨酯与溶剂二混合均匀得到复合纺丝溶液；将分散液和复合纺丝溶液混合均匀后采用湿法纺丝工艺制备复合纤维。将本发明的复合纤维及其绳索应用于染料吸附过程的吸附效率最高可保持在90％以上。

技术领域

本发明属于功能纤维制备领域，具体涉及一种吸附染料纤维及其绳索的制备方法。

背景技术

染料污染问题日益成为全球重要热点问题之一，众所周知，被染料污染的水质其COD、BOD等指标严重超过国际标准，对人类生活用水及健康造成极大的危害[1]。这类废水主要来源于染料合成及染料中间体生产环节，由各种产品和中间体结晶的母液、生产过程中流失的物料及设备的废水等组成。迄今为止，已知的商业染料超过100000种，年产量超过7×10⁵吨/年[1]，工业部门会向水中排放30000到150000吨的染料材料[4]，纺织工业的总染料消耗量超过10000吨/年，染料约100吨/年排放到自然环境中。由于染料工业和印染行业的快速发展，染料废水的产生量也迅速增加，给废水处理技术提出了新的要求，也给环境带来了严重的危害和威胁。工业废水处理方式包括絮凝/凝固[2]，膜分离[3]，化学沉淀[4]，氧化[5]和电化学过程[6]等，但膜分离技术膜容易发生堵塞、寿命较短、成本高和能耗大，限制了大规模工业化应用；絮凝/凝固和化学沉淀会消耗大量絮凝剂，同时产生大量处理较难的沉渣，且运行成本费用较高，对易溶性的染料废水处理效果较差；氧化还原法出水水质较差，需要消耗酸碱，有二次污染，且不能再生；电化学法耗能大，化学反应造成二次污染，设备要求高。基于上述发现这些工艺在去除染料方面的选择性差，效率低，污泥处理困难，高运行成本和二次污染是其主要缺点[7]。另一方面，对于吸附法来说，表面积，孔隙体积等几个特征可以决定吸附剂的吸附能力[8]，所以具有绿色可循环吸附材料越来越被关注。

常用的有机染料吸附剂主要是各种类型的多孔性高比表面积材料，如活性碳[9]、分子筛[10]、黏土[11]、多孔金属氧化物[12]、天然大分子[13]、合成高分子多孔材料[14]及其复合材料[15]等。其中有机多孔材料物理化学性质稳定，比表面积高，质量轻，孔道均一，并且功能化修饰之后，具有定向，选择等功能的高效吸附特性，尤其是蝶烯类，杯芳烃类，冠醚和环糊精等主客体材料逐渐引起科学工作者的兴趣[4-5]。蝶烯类多孔材料，自具微孔特性，芳香骨架结构，简单功能性修饰后具有绿色功能化特色。合成工艺简单可靠，可实现大规模制备，且所制备的功能性多孔材料具有绿色可循环吸附染料特性，在处理染料污染上具有双重绿色化优势。

然而常规获得的蝶烯类材料外观形态多为粉体，使用时候一方面容易吸入人体，容易导致安全问题；另一方面，粉体材料使用后不易回收，容易导致材料的损失。因此，如何选择一种合适的载体，使其同时具备生产工艺简单、机械性能良好、比表面积比较高、在普通废水中不易降解等条件，是目前的研究难点。

参考文献