[发明专利]一种染料吸附材料的制备方法

说明书

本发明涉及一种染料吸附材料的制备方法，属于复合材料制备技术领域。本发明通过醇类有机溶剂洗涤灯芯草，并用醇类有机溶剂的壳聚糖改性灯芯草。本发明采用的灯芯草纤维具有三维多孔结构，高比表面积、高孔隙率，有良好的吸附性能，通过本发明的壳聚糖改性方法能够有效利用灯心草的多孔结构，提高灯芯草纤维对壳聚糖的吸附量，同时减少了吸附材料基体的制备，生产工艺简单、生产流程短，制作成本低。本发明制备的壳聚糖改性灯芯草纤维材料性能稳定，对染液有良好的吸附性能。

技术领域

本发明涉及一种染料吸附材料的制备方法，属于复合材料制备技术领域。

背景技术

随着纺织、皮革等行业的不断发展，大量的染料废水被排放进入水体环境中，由于工业用染料种类多、成分复杂，很难从水体中清除，从而干扰和破坏水体中的生物生长环境，造成严重水体污染。因此，染料废水的治理和回收对企业的持续发展和环境保护具有重要意义。目前工业常用的染料废水处理方法主要有物理法、化学法和生物处理法。其中物理处理法中的吸附法是染料废水最直接、最有效的处理方法，广泛应用于各大企业。最常用的吸附剂是活性炭，实际应用中存在固液难分离，无法实现回收等缺点，亟需研发一种高效的吸附剂对他进行替代。近年来，大多吸附剂集中在微米、纳米材料的研究上，此类吸附剂具有比表面积大、吸附容量高等优点；但是也存在颗粒小，分离难，无法实现重复使用等弊端，在实际工业应用中受到了极大的限制。吸附法作为一种污水处理的方法，由于其具有成本低，效率高。操作简单，耗时短，并且还能够与其他污水治理技术相互补充应用等优点，已经得到了大规模的应用。目前，虽然一些吸附材料如活性炭、粘土和沸石等已被应用于处理染料废水，但是制备高吸附性能且成本低廉的吸附材料，对研究吸附法处理染料人仍有重要意义。

中国专利申请公开号CN106179242A，公开日2016年12月7日，发明创造的名称为“一种海绵状金属交联壳聚糖吸附剂的制备方法及其应用”。该申请案公开了一种海绵状金属交联壳聚糖吸附剂的制备方法及其应用，该吸附剂是以过渡态金属离子与壳聚糖交联复合而成的复合材料，该吸附剂具有海绵状，所述的过渡态金属离子是金属盐溶液。将壳聚糖粉末溶解在金属盐溶液中，调节pH，加入交联剂，将溶液以雾化的方式以气凝胶的形式喷入液氮中，而后将所得的固体溶于乙醇-水溶液中，获得胶体溶液，用模具将胶体溶液成型，经干燥后获得海绵状金属交联壳聚糖吸附剂。该制作工艺复杂，制备过程当中使用强碱，挥发性浓酸，不适宜工业化生产。

中国专利申请公开号CN107519845A，公开日2017年12月29日，发明创造的名称为“一种离子液体改性交联多孔壳聚糖吸附剂及其制备和应用”。该申请案公开了一种离子液体改性交联多孔壳聚糖吸附剂及其制备和应用，该吸附剂以戊二醛为交联剂，以壳聚糖为载体，制备出交联多孔壳聚糖，再将1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐接枝到交联多孔壳聚糖球上，制得离子液体改性交联多孔壳聚糖吸附材料。交联多孔壳聚糖的制备方法复杂，要在氮气环境中反应12小时，制备耗时，吸附材料在吸附染液时，耗时长，这些因素都会阻碍其工业化生产。

壳聚糖在自然界中含量丰富，原料易得，与生物之间具有良好的相容性，并且能够降解，是一类极具发展前景的天然高分子材料，壳聚糖作为一种天然高分子吸附材料在水处理领域得到了高度重视和广泛的研究。壳聚糖中含有大量的-NH₂和-OH,被广泛的应用于水污染的治理中，如染料废水的脱色，污水中重金属离子的回收等。

灯芯草是灯芯草科灯芯草属的多年生草本植物，是民间传统中药。本属植物分布广泛，资源丰富，目前对其化学和药理研究较多，忽略了灯芯草为天然多孔纤维素纤维这一优异性能。灯芯草多孔纤维材料是天然的纤维素低密度多孔材料其具有优异的比表面积和孔隙率，具有优异的吸附性能，能够有效地吸附液体、微小颗粒等物质。灯芯草多孔天然纤维素纤维具有高比表面积、高孔隙率和低密度等优势，在吸附、隔热等方面有较大的前景。

因此本专利利用壳聚糖改性灯芯草纤维作为新型吸附材料进行研究，设计灯芯草交联壳聚糖吸附剂，使其具有吸附时间短，吸附容量大，易脱附，可重复使用，工艺简单，使其广泛应用于工业染料废水处理。