[发明专利]一种木质素基高分子树脂吸附剂的制备方法及应用

说明书

本发明属于复合材料技术领域，涉及高分子树脂吸附剂，特别涉及一种木质素基高分子树脂吸附剂的制备方法及应用。本发明首先以丙烯酸中和KOH溶液，然后配制等体积的木质素磺酸钠和赖氨酸水溶液，将二溶液混合，加入引发剂过硫酸钾，然后加入交联剂N’N‑亚甲基双丙烯酰胺，搅拌溶解，用无水乙醇浸泡水凝胶粗样10 h，60℃真空干燥24 h，研磨成粉、干燥即得。本发明采用赖氨酸，来源于动植物，将其复合到高分子树脂中对动植物不会造成毒害；木质素磺酸钠是造纸行业产生的废弃物，将其用作反应物不仅缓解处理木质素磺酸钠，还能处理水污染。本发明工艺绿色环保，没有产生废水，原料易得，成本低廉，实验操作简单易行，适用于大面积推广。

技术领域

本发明属于复合材料技术领域，涉及高分子树脂吸附剂，特别涉及一种木质素基高分子树脂吸附剂的制备方法及应用。

背景技术

木质素磺酸盐是木材水解和造纸制浆行业的主要副产品之一，来源广泛。在电子显微镜下，可观察到木质素磺酸盐大分子聚集体近似于球状或块状，其热力学柔性属于中度刚性键聚合物。木质素磺酸盐主要是由结构单元苯丙烷组成，分子结构上含有甲氧基、羟基( 酚羟基和醇羟基) 、不饱和双键、磺酸盐基和醚键等官能团，在一定条件下能与多种物质发生多种反应。目前，木质素磺酸盐及其接枝共聚物主要用做混凝土减水剂、分散剂、泥浆处理剂、土质稳定剂、表面活性剂、水处理剂、黏合剂等。

赖氨酸广泛存在于动植物细胞中，生物相容较高，无生物毒性，能应用于很多生物质产品中。其自身带有多个活性官能团，在化学反应中更加活泼，能发生多种反应，如：酯化、水解、磺化、烷基化、接枝共聚等。

综上所述，丙烯酸与木质素磺酸钠、赖氨酸通过自由基聚合形成高分子树脂，能极大的提高高分子树脂的自身各项性能，较多的亲水基团，使高分子树脂保水性能会大幅度提高，两种有机物提供了更多的官能团，使它在吸附处理重金属离子，染料，氨等应用的性能更加优越。

发明内容

针对上述现有技术中存在的不足，本发明的目的是以丙烯酸、木质素磺酸钠、赖氨酸为反应单体，加入引发剂和交联剂，运用自由基聚合的方法合成高分子树脂。

本发明的技术方案如下：

一种木质素基高分子树脂吸附剂的制备方法，包括如下步骤：

A、按照每5 mL去离子水溶解2.0720～2.7440 g 氢氧化钾，再等比例量取5 mL丙烯酸混合，置于冰水浴中恒温，滴加丙烯酸以中和氢氧化钾，中和度达到60～80%后，得到溶液A；

B、按照每10 mL去离子水超声溶解木质素磺酸钠和赖氨酸，配成0.1～0.05wt%木质素磺酸钠和1～5wt%赖氨酸水溶液，得到溶液B；

C、将等体积的溶液B倒入溶液A中混合均匀，加入引发剂过硫酸钾，搅拌使其溶解，然后加入交联剂N’N-亚甲基双丙烯酰胺，继续搅拌溶解，65～85℃超声3～4h后，得到水凝胶粗样；

D、用无水乙醇浸泡水凝胶粗样10 h，60℃真空干燥24 h，研磨成粉、干燥保存。

本发明较优公开例中，步骤A所述每5 mL去离子水溶解2.7440 g 氢氧化钾。

本发明较优公开例中，步骤A所述在冰水浴中滴加丙烯酸中和氢氧化钾，中和度达到80%。

本发明较优公开例中，步骤B所述每10 mL去离子水超声溶解木质素磺酸钠和赖氨酸，配成0.1wt% 木质素磺酸钠和1wt%赖氨酸水溶液。

本发明较优公开例中，步骤C所述引发剂为过硫酸钾，添加量为混合溶液总质量的0.1～0.5%；所述交联剂为N’N-亚甲基双丙烯酰胺，添加量为混合溶液总质量的0.1～1wt%。

本发明较优公开例中，步骤C所述引发剂过硫酸钾添加量为混合溶液总质量的0.5wt%；所述交联剂N’N-亚甲基双丙烯酰胺添加量为混合溶液总质量的0.1wt%。