[发明专利]一种淀粉或纤维素基高分子多孔吸附树脂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种淀粉或纤维素基高分子多孔吸附树脂，该高分子多孔吸附树脂为具有高比表面积的多孔结构，其制备方法包括：以淀粉或纤维素为原料，通过接枝共聚法将苯乙烯结构单元引入淀粉或纤维素的大分子链上，然后通过傅克烷基化反应制备具有高比表面积的生物基高分子多孔吸附树脂。该淀粉或纤维素基高分子多孔吸附树脂，对水中的难降解硝基苯酚类污染物具有很高的吸附能力，可应用于废水中硝基苯酚类污染物的提取回收，该淀粉或纤维素基高分子多孔吸附树脂的制备方法简单，经过两步简单的改性步骤可得到生物基多孔吸附树脂，且淀粉和纤维素原料绿色可再生、价廉易得，该合成树脂对硝基苯酚类的吸附效率较高。

技术领域

本发明属于废水处理技术领域，具体涉及一种淀粉或纤维素基高分子多孔吸附树脂，还涉及一种淀粉或纤维素基高分子多孔吸附树脂的制备方法。

背景技术

作为吸附分离材料的“生力军”，生物基吸附材料具有资源丰富、绿色环保等优点。淀粉和纤维素是地球上含量最丰富的两种多糖类物质，稳定的来源为淀粉和纤维素作为生物基吸附材料的应用提供了强有力的原料支撑。此外，淀粉和纤维素具有可再生性和生物可降解性，可作为绿色吸附材料的理想基质。淀粉和纤维素的分子结构均由葡萄糖单元组成，两者的分子链中含有大量的羟基官能团，可发生一系列与羟基有关的化学改性反应，赋予淀粉和纤维素以新的表面功能结构，扩大其吸附应用范围。为增强对底物的吸附亲和力，由醚化、酯化、化学接枝和交联聚合等方法制备淀粉或纤维素基吸附材料是最常用的方法。

然而，目前所报道的化学接枝和交联聚合淀粉或纤维素材料普遍存在孔结构不丰富、吸附效率不高等缺点。因此，制备新型多孔性的淀粉或纤维素基吸附材料具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种淀粉或纤维素基高分子多孔吸附树脂及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种淀粉或纤维素基高分子多孔吸附树脂，该高分子多孔吸附树脂是以淀粉或纤维素为原料，依次通过接枝共聚苯乙烯和傅克烷基化反应制得的具有高比表面积的多孔结构；

该淀粉或纤维素基高分子多孔吸附树脂的制备方法，包括以下步骤：

将淀粉或纤维素分散在水中，接着加入引发剂，升温至70℃，然后加入一定量的苯乙烯单体，反应4小时，停止反应，对生成的接枝固体产物进行抽提，在60℃下干燥24小时，得到淀粉或纤维素接枝苯乙烯共聚物；

将接枝共聚物预先浸泡在反应溶剂1,2-二氯乙烷中，充分溶胀12小时后，依次加入一定量的外交联剂和催化剂，升温至80℃，在搅拌下反应8小时，对得到的固体进行抽提，在60℃下干燥24小时，得到淀粉或纤维素基高分子多孔树脂；

将淀粉或纤维素分散在水中时：

当以淀粉为原料时，将淀粉加入到水中，淀粉与水的质量比为1:20，并升温至75℃糊化1小时后得到淀粉溶液；

当以纤维素为原料时，通过TEMPO氧化和均质法制备成浓度为2wt％的纤维素纳米纤维水溶液；

引发剂为过硫酸钾，其用量为淀粉或纤维素质量的1％-3％；

所述苯乙烯与淀粉或纤维素的投料质量比为1:1-1:4；

对生成的接枝固体产物进行抽提以丙酮为抽提溶剂，利用索氏提取器抽提24小时；

所述外交联剂为二甲氧基甲烷、对二氯苄、4,4'-二氯甲基联苯其中的一种，外交联剂与接枝共聚物的质量投料比为1:1-1:4；

所述催化剂为路易斯酸无水三氯化铁、氯化铝、氯化锌中的一种，催化剂用量与外交联剂质量比为1:1-1:4；

对生成的多孔树脂产物进行抽提的过程为：

以甲醇为抽提溶剂，利用索氏提取器抽提至提取液无色为止。