[发明专利]一种巯基功能化纤维及制备方法和应用

说明书

一种巯基功能化纤维，通过下述方法得到：步骤1，称取基质纤维，并加入氨基功能试剂于微波反应釜中反应，反应结束后，洗涤干燥，得到氨基功能化纤维；步骤2，称取步骤1中得到的氨基功能化纤维，并加入酰氯功能试剂于微波反应釜中反应，反应结束后，洗涤干燥，得到酰氯功能化纤维；步骤3，称取步骤2中得到的酰氯功能化纤维，并加入巯基功能试剂于微波反应釜中反应，反应结束后，洗涤干燥，得到巯基功能化纤维。本发明还公开了制备上述巯基功能化纤维的方法。本发明解决了目前功能纤维功能化效率不高、吸附选择性差等问题，采用本发明的巯基功能化纤维不仅功能化效率高，同时可以实现多种重金属离子的高效选择性去除。

技术领域

本发明涉及复合材料技术领域，具体涉及一种巯基功能化纤维。

本发明还涉及上述巯基功能化纤维的制备方法。

本发明还涉及上述巯基功能化纤维的应用。

背景技术

重金属污染是工业废水最主要的污染物之一，这已成为一个严重的亟须解决的全球性问题。重金属的来源主要是人为活动，包括机械制造、化石燃料燃烧、炼油、橡胶和电子产品生产以及电镀废水的排放。重金属离子具有高毒性，诸多重金属离子即使在极低的浓度下也具有较强毒性，足以破坏人体的正常生理活动，并引起各种病理变化例如导致疾病甚至死亡的。因此，越来越多的国家制定了严格的标准来控制重金属废水的排放量，但这也给水处理技术带来了更大的挑战。

到目前为止，已有多种技术用于消除水溶液中重金属离子的污染，包括化学沉淀、离子交换、电渗析、膜过滤、光催化还原和吸附。而吸附法被认为是从大量水中富集重金属离子的最有效的方法之一，其特点是效率较高，成本较低，易于操作和回收。现已合成一系列无机吸附剂，例如功能化石墨烯氧化物(GOs)、纳米级零价铁、纳米氧化铁和金属有机骨架(MOF)，在吸附重金属离子方面也取得了较好的结果。但是，即使这些吸附剂都表现出很高的去除效率，然而由于它们颗粒或粉末形态，使其难以回收且易于造成二次污染，因此限制了它们的实际使用。

针对此，又开发出了一系列的有机吸附剂，而纤维材料由于具有水流阻力小、表面积巨大、适用形式多样和易于回收等优点，被广泛用作吸附剂的基材。制备纤维吸附材料最关键的是对其表面化学环境进行构筑，即对其进行功能化。但传统功能纤维及其制备方法仍存在以下缺点：

(1)传统的制备方法大多采用常温的化学反应接枝，制备时间长，接枝效率低，功能纤维吸附容量不高，对重金属的去除效率不佳；

(2)传统纤维采用的功能试剂的选择通常不具有规律性，导致其对重金属离子的选择性吸附性能不佳。

中国专利申请(CN105289552A)提供了一种基于双硫脲功能化超细纤维快速吸附水中汞离子的方法，先采用酰胺缩合剂活化聚丙烯酸接枝改性的聚丙烯超细纤维，然后再与双硫脲反应制备双硫脲功能化超细纤维，并提供了该纤维在一定pH值条件下，通过吸附除去水中汞离子的方法。但是由该方法制备的双硫脲功能化纤维效果并不理想，且需要在pH为5-7条件下才表现出一定的吸附效果，但是重金属污染严重的水体往往不具有该pH条件，因此该纤维在实际的应用中存在极大的限制。

中国专利申请(CN109289811A)提供了一种含有巯基和氨基的纤维素纳米晶体吸附剂及其制备方法，主要是以纤维素纳米晶体为基体，同时将含有巯基和氨基的化合物接枝在纤维素纳米晶体上得到该吸附剂，但是该制备方法时间长、过程繁琐，并不利于实际生产的大规模应用。

有鉴于此，采用高效的制备方法合成对单一重金属离子具有选择性吸附性能较好的螯合功能纤维吸附材料具有较现实的意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种巯基功能化纤维。

本发明的又一目的是提供上述巯基功能化纤维的制备方法。

为实现上述目的，本发明提供的巯基功能化纤维，通过下述方法得到：