[发明专利]一种高胺基量固态胺纤维布的制备方法

说明书

本发明涉及一种高胺基量固态胺纤维布的制备方法，属于高分子材料制备技术领域。所述方法通过将纤维布加热水解，得到含有丰富羧基基团的纤维布；再将含有羧基的纤维布浸泡到胺基基团物质水溶液中，胺基基团物质质量分数为5～20％，加热发生酰胺反应；最后将其浸泡到含有胺基基团和交联剂的混合溶液中，惰性气体保护下加热，使胺基基团之间发生接枝和交联反应，形成多层错落结构，得到高胺基量固态胺纤维布。所述方法制备得到的胺基纤维布胺基含量可达13mmol/g，对各种酸性气体以及重金属离子具有很好的吸附效果，对低浓度气体及重金属离子也可有效吸附处理，可进行多次再生，重复使用；且步骤简单，便于工业化和批量化生产。

技术领域

本发明涉及一种高胺基量固态胺纤维布的制备方法，属于高分子材料制备技术领域。

背景技术

随着社会经济的不断发展，环境的承载压力逐渐加大，一些由于工业生产和生活产生的污染物，不仅对环境造成极大污染，还严重影响人们的身体健康，尤其以酸性气体和重金属的污染情况最为严重。酸性气体对我们人类是有害的，如氟化氢、硫化氢、二氧化硫等，这些气体在溶于水生成强酸性化学物质，具有强腐蚀作用，严重影响工厂设备的寿命，特别是对人体和植物的影响最大。重金属在自然界中难以降解，有很强的隐蔽性和富集性，用含重金属废水浇灌农田会影响农作物的产量和品质，严重时会造成农作物绝收。重金属对人的危害极大。水生动植物从污染水体中摄取重金属在体内富集，通过食物链进入人体，在人体的某些器官积蓄起来造成慢性中毒。现代医学研究表明，一些重金属离子进入人体会使人致癌、致畸、致染色体突变，潜伏期可达数十年。环境的污染严重影响人类生存环境，所以全世界特别关注环境，制定许多措施来减少生产污染空气的工厂，发展绿色经济，绿色生活。

现阶段最常用的酸性气体清除方式是活性炭或沸石吸附，该方法应用简单，但是存在着吸附速率慢，吸附量低的问题。在应用过程中需投放大量活性炭或进行频繁再生，操作繁琐。水中重金属离子的主要方法为化学沉淀法，氢氧化钙俗称熟石灰，在工业上应用广泛，制备简单成本低廉，常作为沉淀法的试剂。该方法吸附量低、效率差，对低浓度的污染物无法去除的缺陷，且有危废产生。因而急需一种可工业化的新型材料对酸性气体和重金属进行处理。

中国专利CN104923176B公开了一种树枝状高密度固态胺纤维的制备方法，所述方法以有机纤维和天然纤维为基体纤维，将经碱液预处理过的基体纤维用钴60的伽马射线辐照，再经接枝丙烯酸类单体、胺化取代反应、氨基与不饱和单体发生Michael加成和酰胺取代化学改性，制备得到树枝状高密度固态胺纤维。该方法制备工艺复杂，三废处理成本高，不适用于工业化批量生产。

孙世操等人报道了一种固态胺纤维的制备及吸附CO₂性能研究，该方法以聚丙烯腈纤维为基体，通过两步法制备出PAN-聚乙烯亚胺固态纤维。但是该方法的胺基含量低，仅为5.2mmol/g～7.0mmol/g。

发明内容

为克服现有技术存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种高胺基量固态胺纤维布的制备方法。

为实现本发明的目的，提供以下技术方案。

一种高胺基量固态胺纤维布的制备方法，所述方法具体步骤如下：

(1)将纤维布放入水解溶液中，90℃～120℃加热水解60min～90min，洗涤至中性，得到含有羧基基团的纤维布。

纤维布和水解溶液的质量比为1:20～1:50。

优选的，纤维布为涤纶或腈纶。

优选的，水解溶液为质量分数为0.5％～3％的无机酸水溶液或无机碱水溶液。

(2)将步骤(1)得到的含有羧基基团的纤维布浸泡在胺基基团物质水溶液中5min～10min，挤压脱水至恒重，惰性气体保护下70℃～105℃加热30min～90min，得到接枝有胺基基团的纤维布。