专利名称：吸附tnt的球形碱木质素/聚乳酸复合吸附材料制备方法
技术领域：
本发明属于碱木质素衍生物的制备方法，涉及用于吸附TNT的球形碱木质素/聚乳酸复合吸附材料制备方法。制得的球形碱木质素/聚乳酸复合吸附材料特别适用于含 TNT废水的吸附净化处理，以保护环境、保护人体健康。
背景技术：
世界上最主要的三种炸药是2，4，6-三硝基甲苯(TNT)、1，3，5-三硝基-1，3，5-三氮杂环己烷(RDX)、1，3，5，7-四硝基-1，3，5，7-四氮杂环辛烷(HMX)，其中以TNT (即 2，4，6-三硝基甲苯；三硝基甲苯；梯恩梯)产量最高、使用最广泛。TNT因其具有原料易得、 操作比较安全、理化性能较稳定、爆炸性能良好、成本价格低廉等特性，被广泛应用于军事与民用方面，其用量和产量都居世界首位。但是，TNT也是一种致毒、致癌、致突变物质。TNT的生产和精制过程中产生有大量的成分复杂、毒性大、排放量大、色度和COD值高、难处理的炸药废水，这些炸药废水中含有多种有机物、其中含量最多的是TNT。有研究表明，炸药废水的排放极易污染水源，而且废水中TNT极易在土壤中积存下来，造成对土壤的污染。土壤对TNT有较强的吸附和富集作用， 植物根部通过土壤吸收并存储TNT，通过生物链被生物吸收，最终通过食物链传递到人类体内，影响人体健康；同时，土壤中的TNT从地表渗透到地下，造成地下水的污染，人类饮用被污染的水源，同样会影响人体健康；鱼类在TNT含量高于lmg/L的水中无法存活；TNT还可通过呼吸系统、消化系统及皮肤进入人和动物体内，也可破坏血液循环系统和神经系统，引起肝脏疾病、再生障碍性贫血及白内障等，甚至导致死亡，严重损害人体健康，威胁人类的健康与生存。由于TNT含硝基，具有危险性、生物毒性及化学稳定性，且在降解过程中很容易产生其它毒性更大的中间产物，这使得对它的降解很困难。现有技术中，对TNT废水治理主要采用混凝沉淀、吸附、化学氧化、膜处理、生物转化、焚烧等方法。其中吸附法是目前处理炸药废水的较为简单、有效的方法，利用吸附法进行炸药废水处理，具有适用范围广、处理效果好，可回收有用物料以及吸附剂，可重复使用等优点。吸附法中关键材料是吸附材料，活性炭和合成树脂是废水处理中普遍采用的吸附材料。然而活性炭价格昂贵、再生率低，再生成本高，药剂再生法易造成二次污染，合成树脂使用丢弃后难降解造成再次污染。因此研究开发高效、成本低廉、易再生、可降解的炸药废水处理新型吸附材料是当前环境友好材料及环境治理研究的热点之一。碱木质素是仅次于纤维素的一种丰富的大分子有机物质。据估计全世界每年约可产生1500亿吨碱木质素，工业碱木质素主要源于制浆造纸工业的废液，每年产量约3000 万吨，其中只有极少数能得到有效利用，大部分排入江河或烧掉。这不仅是对资源的巨大浪费，而且对水体也造成了严重的污染。随着资源短缺的日益严重和人类环境意识的日益增强，如何有效地利用好废弃物——碱木质素这种可再生资源，提高其附加值，并解决环境污染问题，对碱木质素的高值化利用显得十分重要。
发明内容
本发明的目的旨在克服现有技术中的不足，提供一种以造纸工业副产物碱木质素为原料、通过与聚乳酸复合的吸附TNT的球形碱木质素/聚乳酸复合吸附材料制备方法；本发明制备的吸附材料应用于TNT废水溶液吸附处理，为可再生资源碱木质素的高值化利用和规模化开发、解决炸药废水和造纸废水的环境污染问题提供有效途径。本发明的内容是一种吸附TNT的球形碱木质素/聚乳酸复合吸附材料制备方法， 其特征是包括下列步骤
a、配制溶液
配制聚乳酸溶液取聚乳酸、与有机溶剂混合配制成质量/体积百分比浓度(可简写为wt/v)为5 20%的聚乳酸溶液，所述有机溶剂是丙酮、二氯甲烷、三氯甲烷、乙醚、四氢呋喃、氯仿中的一种或两种以上的混合物；
配制交联剂溶液取交联剂、与水混合配制成质量百分比浓度(可简写为《t/ wt，后同)为10% 50%的交联剂溶液，所述交联剂是甲醛、戊二醛、环氧氯丙烷等中的一种或两种的混合物；
配制分散剂溶液取分散剂、与水混合配制成质量百分比浓度为0. 1 1%的分散剂溶液，所述分散剂明胶、聚乙烯醇、十二烷基苯磺酸钠、吐温20、油酸钠中的一种或两种以上的混合物；
配制酸催化剂溶液取酸、与水混合配制成质量百分比浓度为20 40%酸催化剂溶
液；
b、混合反应将碱木质素10 100质量份、步骤a配制的聚乳酸溶液10 500质量份、步骤a配制的酸催化剂溶液1 10质量份、步骤a配制的交联剂溶液1 50质量份和步骤a配制的分散剂溶液100 1000质量份加入反应容器中，在温度为30 80°C、搅拌转数为100 IOOOrpm的条件下反应1 5小时后，升温到40 100°C、在50 300rpm条件下继续搅拌反应1 5小时，过滤，滤液弃去、固体物即反应后物料；
c、后处理将反应后物料过40目筛、筛上物用50 200质量份的水分2 5次洗涤后、再于25 80°C温度下干燥4 M小时，即制得球形碱木质素/聚乳酸复合吸附材料。本发明的内容中步骤a中所述聚乳酸可以是分子量为3 10万的聚乳酸 ’该聚乳酸(英文polylactide，简写PLA)是工业吹膜级聚乳酸，是一种高分子聚合物，聚乳酸的热稳定性好，加工温度170 230°C，有好的抗溶剂性，无毒、无刺激性，具有良好的生物相容性，可生物降解吸收，强度高，可塑性好，易加工成型；聚乳酸的生产企业有深圳市光华伟业实业有限公司、济南岱罡生物科技有限公司、山西乐达生化有限公司、江阴市杲信化纤有限公司等。本发明的内容中步骤a中所述分散剂中的聚乙烯醇较好的是醇解度为78%、 88%或98%的聚乙烯醇；聚乙烯醇产品的生产企业有及型号有兰州鑫河化工公司 (PVA-1788)、上海美梦佳化工科技有限公司(PVA-1792)、汕头市星河精细化工有限公司 (PVA-1799)、平顶山市绿源精细化工有限责任公司(PVA-1799)、深圳骐飞化工有限公司 (PVA-1788)等。本发明的内容中步骤a中所述聚乙烯醇可以是分子量为0. 15 20万的聚乙烯
本发明的内容中步骤a中所述的酸可以是盐酸、甲酸或硫酸中的一种。本发明的内容中步骤b中所述碱木质素是将造纸碱法制浆废液经过浓缩、喷雾干燥而成；呈棕(黄)褐色粉末，水不溶物彡1.5%，pH值8 10，水份彡5.0%，80目细度通过率> 95%。本发明方法合成的碱木质素/聚乳酸复合吸附材料球形规整，粒径均勻，外表面及内部存在大量的孔，比表面积范围为12 36 1112/^，平均孔径为3.87 nm。复合材料外观， 表面及内部结构见附图。本发明方法制备的球形碱木质素/聚乳酸复合吸附材料对溶液中TNT吸附条件可以是按重量比1 10 500将复合材料和浓度为20 100 mg/L、pH为2 6的TNT溶液加入密闭容器中，在20 40°C温度下振荡吸附1 12小时达到吸附平衡后，分离复合材料。本发明方法合成的碱木质素/聚乳酸复合吸附材料中的“球形”是指碱木质素与聚乳酸颗粒通过反应复合成球形颗粒复合材料，碱木质素与聚乳酸通过乳化溶剂挥发法和交联方法制备成为球形木质素/聚乳酸吸附材料，并进一步改性合成了球形氨基酸型木质素/聚乳酸吸附材料，提高其比表面积，从而大大提高吸附材料的强度和吸附性能，为碱木质素的成球方法提供了新的途径。与现有技术相比，本发明具有下列特点和有益效果
(1)采用本发明，碱木质素在酸性条件下与醛的缩合反应，通过与聚乳酸的乳液溶剂挥发技术制备了球形木质素/聚乳酸复合材料，并利用氨基酸的Marmich反应进行化学改性， 制备了球形氨基酸型木质素/PLA复合材料；本发明制备的产品用于溶液TNT的吸附处理时，由于木质素通过Marmich反应在分子结构中引入含胺基团N-羧甲基(-NHCH2C00H)，使 AL/PLA固体表面带正电荷，促进了其与TNT分子中电负性基团的相互作用。由于分子中含有大量羟基和羰基等反应活性基团，从而在吸附过程中，容易形成化学键；木质素在聚合过程中接枝上季铵基团，因而增加了分子的电荷密度，使其电中和作用增强，促进了它吸附架桥的功能；PVA通过戊二醛与季铵型木素发生交联作用而形成纵横交错的网络结构，这种结构使QL/PVA有较好的吸附作用；
(2)随着人类对环境污染和资源危机等问题的认识不断深入，天然高分子所具有的可再生、可降解性等性质日益受到重视；废弃物的资源化与可再生资源的利用，是当代经济与社会发展的重大课题；本发明利用制浆造纸工业的副产品碱木质素为主体原料，在环境友好的化学介质中合成新型、环保的碱木质素基复合吸附材料，用于炸药等有机废水的治理，达到材料与生态环境的和谐，一方面可以减少了黑液及炸药废水的环境污染，提高工业碱木质素的附加值，为碱木质素这一天然可再生的废弃资源的高值化利用提供一条新的途径，实现了变废为宝的目的，拓宽了碱木质素类环保材料产品新的应用领域，促进环保产业的发展；另一方面，又可以充分利用天然资源、节省石油等不可再生资源，开发绿色环保新材料，综合治理水污染。因此，无论是从节省资源，高效利用天然资源，还是从绿色环保、治理水污染的角度考虑，利用碱木质素制备复合型吸附材料都有着深远的社会意义和潜在的经济价值，并将有利地推动技术创新和技术进步，推动生产力的发展；丰富的、低廉的碱木质素废弃物的资源化利用及用于环境污染的控制与治理将会带来巨大的经济效益、环境效应和社会效应；
(3)本发明采用丰富、廉价的碱木质素可再生资源，通过化学改性技术改变碱木质素的空间网络、功能基团等，改变碱木质素物理化学特性、提高碱木质素材料对炸药废水中硝基化合物的吸附性能及吸附速度，降低吸附剂生产成本。获得吸附能力强、吸附选择性好、 易再生和利用、可降解、机械强度好、化学性质稳定的多功能、高性能、价廉的碱木质素基吸附材料及炸药废水处理新技术；对解决炸药废水和造纸废水的环境污染问题，降低吸附剂生产及废水处理成本，碱木质素高值化利用等都具有显著的经济效应和社会效应；
(4)本发明原料组成中采用的聚乳酸PLA(polylactide)是一种新型高分子聚合物，它无毒、无刺激性，具有良好的生物相容性，可生物降解吸收，强度高，可塑性好，易加工成型。 乳液溶剂挥发技术制备聚乳酸微球是80年代发展起来的新技术，大多数运用此技术制备缓释微囊的研究，却很少应用在碱木质素吸附材料的制备。将碱木质素与聚乳酸通过乳化溶剂挥发法和交联方法制备成为球形吸附材料，可以大大提高吸附材料的强度，而且为碱木质素的成球方法提供了新的依据；
(5)采用本发明，制得的球形碱木质素/聚乳酸复合吸附材料对TNT的吸附能力强，在酸性条件下对溶液中TNT的吸附率可达到96 %以上，饱和吸附量分别为20 50 mg/g(如附图5、6)，吸附具有单分子层化学吸附的特点，吸附等温线符合Langmuir吸附方程，对高浓度TNT溶液的吸附效果明显，吸附速率快。用丙酮解析，20 60分钟可达到80%以上的脱附率；
(6)本发明制备工艺简单，成本低、环保，制备的复合材料对TNT、硝基化合物等含氮化合物具有较高的选择性吸附能力，复合材料使用后可完全降解且环境友好，可广泛用于化工、食品、医药、农业和环保等领域中含氮化合物的吸附分离和废水处理，实用性强。
图1是本发明制备的碱木质素/聚乳酸复合材料的外观形貌图，该图说明碱木质素/聚乳酸复合材料外观呈黑褐色不透明圆球状，球形较为规整；
图2是本发明制备的碱木质素/聚乳酸复合材料的微观结构图(低倍数)，该图说明了复合材料材料外观为微球，表面较为光滑，呈凹凸不平状；外层为较为致密的壳体，壳体中仍然分布大量的孔；
图3是本发明制备的碱木质素/聚乳酸复合材料的微观结构图(高倍数)，该图说明材料表面为无数的小颗粒镶嵌构成，明显出现各种形状不规则、大小不一的孔，材料具有内疏松外紧密的多孔结构特征；
图4是本发明制备的碱木质素/聚乳酸复合材料的表面微观结构图，该图说明表面的微观结构，可清晰地看到复合材料球粒表面分布有很多直径约50-500 nm,高约400-800 nm 的突起，这些突起之间的缝隙和大小深度不一的黑洞可能对应为吸附行为上的微孔；
图5是吸附剂用量对吸附效果的影响；从图可以看出，在0 0. 40克范围内，TNT的去除率随着碱木质素/聚乳酸复合材料的用量的增大而增大，当碱木质素/聚乳酸复合材料的用量增大到0. 40 g时，TNT的去除率达到97. 5% ；当碱木质素/聚乳酸复合材料的用量超过0. 40克时，TNT的去除率增加不再明显。因此，综合考虑去除效果和处理成本，当TNT溶液初始浓度为100 mg/L时，碱木质素/聚乳酸复合材料的用量宜控制在0. 40克左右；图6是本发明制备的复合材料对TNT的吸附动力学曲线；从图可以看出，随着吸附时间的延长，在前12小时之内，吸附剂碱木质素/聚乳酸复合材料的吸附率明显增加，且1小时后的吸附率可达58 %, 10小时的吸附率已经达到了 94. 5 %。之后吸附率变化平缓，12小时后基本达到吸附平衡，溶液中残余的TNT浓度为2. 5mg/L,已经达到工业排放标准(其最高允许排放浓度为5mg/L)。
具体实施例方式下面给出的实施例拟以对本发明作进一步说明，但不能理解为是对本发明保护范围的限制，该领域的技术人员根据上述本发明的内容对本发明作出的一些非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。实施例1
按重量比将碱木质素10份，浓度为5% (wt/v)聚乳酸溶液20份，2份酸催化剂溶液、浓度为10%的交联剂溶液5份和浓度为0. 1%的分散剂溶液200份加入容器中，在30°C温度、 搅拌转数为200rpm条件下反应1小时后，升温到40°C继续在IOOrpm条件下搅拌5小时，过滤，滤液弃去，固体物过40目筛，筛上物用50份水洗涤并在30°C温度下干燥4小时，得到球形碱木质素/聚乳酸复合吸附材料。实施例2
按重量比将碱木质素20份、浓度为10% (wt/v)聚乳酸溶液80份、4份酸催化剂溶液、 浓度为15%的交联剂溶液15份和浓度为0. 2%的分散剂溶液400份加入容器中，在40°C温度、搅拌转数为300rpm条件下反应2小时后，升温到50°C继续在150rpm条件下搅拌4小时，过滤，滤液弃去，固体物过40目筛，筛上物用75份水洗涤并在40°C温度下干燥6小时， 得到球形碱木质素/聚乳酸复合吸附材料。实施例3:
按重量比将碱木质素30份、浓度为1 (wt/v)聚乳酸溶液150份、5份酸催化剂溶液、 浓度为20%的交联剂溶液20份和浓度为0. 3%的分散剂溶液500份加入容器中，在50°C温度、搅拌转数为400rpm条件下反应3小时后，升温到55°C继续在150rpm条件下搅拌3小时，过滤，滤液弃去，固体物过40目筛，筛上物用100份水洗涤并在45°C温度下干燥8小时， 得到球形碱木质素/聚乳酸复合吸附材料。实施例4
按重量比将碱木质素30份、浓度为16% (wt/v)聚乳酸溶液200份、7份酸催化剂溶液、 浓度为30%的交联剂溶液30份和浓度为0. 5%的分散剂溶液600份加入容器中，在60°C温度、搅拌转数为500rpm条件下反应4小时后，升温到70°C继续在200rpm条件下搅拌2小时，过滤，滤液弃去，固体物过40目筛，筛上物用125份水洗涤并在60°C温度下干燥10小时，得到球形碱木质素/聚乳酸复合吸附材料。实施例5
按重量比将碱木质素40份、浓度为18% (wt/v)聚乳酸溶液250份、7份酸催化剂溶液、 浓度为40%的交联剂溶液40份和浓度为0. 5%的分散剂溶液700份加入容器中，在65°C温度、搅拌转数为500rpm条件下反应4小时后，升温到70°C继续在200rpm条件下搅拌2小时，过滤，滤液弃去，固体物过40目筛，筛上物用150份水洗涤并在60°C温度下干燥12小
7时，得到球形碱木质素/聚乳酸复合吸附材料。实施例6
按重量比将碱木质素40份、浓度为18% (wt/v)聚乳酸溶液300份、8份酸催化剂溶液、 浓度为40%的交联剂溶液40份和浓度为0. 5%的分散剂溶液800份加入容器中，在70°C温度、搅拌转数为500rpm条件下反应5小时后，升温到70°C继续在250rpm条件下搅拌3小时，过滤，滤液弃去，固体物过40目筛，筛上物用175份水洗涤并在60°C温度下干燥14小时，得到球形碱木质素/聚乳酸复合吸附材料。实施例7
按重量比将碱木质素50份、浓度为20% (wt/v)聚乳酸溶液400份、9份酸催化剂溶液、 浓度为50%的交联剂溶液50份和浓度为0. 5%的分散剂溶液900份加入容器中，在80°C温度、搅拌转数为500rpm条件下反应5小时后，升温到90°C继续在250rpm条件下搅拌4小时，过滤，滤液弃去，固体物过40目筛，筛上物用200份水洗涤并在60°C温度下干燥16小时，得到球形碱木质素/聚乳酸复合吸附材料。实施例8
按重量比将碱木质素50份、浓度为20%(wt/v)聚乳酸溶液500份、10份酸催化剂溶液、 浓度为50%的交联剂溶液50份和浓度为0. 5%的分散剂溶液1000份加入容器中，在80°C温度、搅拌转数为500rpm条件下反应5小时后，升温到100°C继续在300rpm条件下搅拌6小时，过滤，滤液弃去，固体物过40目筛，筛上物用200份水洗涤并在60°C温度下干燥18小时，得到球形碱木质素/聚乳酸复合吸附材料。上述实施例1一8中所述聚乳酸溶液是聚乳酸与有机溶剂混合配制成的质量/体积百分比浓度的聚乳酸溶液，所述有机溶剂是丙酮、二氯甲烷、三氯甲烷、乙醚、四氢呋喃、 氯仿中的一种或两种以上的混合物；所述交联剂溶液是交联剂与水混合配制成的质量百分比浓度的交联剂溶液，所述交联剂是甲醛、戊二醛、环氧氯丙烷等中的一种或两种的混合物；所述分散剂溶液是分散剂与水混合配制成的质量百分比浓度的分散剂溶液，所述分散剂明胶、聚乙烯醇、十二烷基苯磺酸钠、吐温20、油酸钠中的一种或两种以上的混合物；所述酸催化剂溶液是酸与水混合配制成的质量百分比浓度的酸催化剂溶液。实施例9
一种吸附TNT的球形碱木质素/聚乳酸复合吸附材料制备方法，包括下列步骤 a、配制溶液
配制聚乳酸溶液取聚乳酸、与有机溶剂混合配制成质量/体积百分比浓度为5 20% 的聚乳酸溶液，所述有机溶剂是丙酮、二氯甲烷、三氯甲烷、乙醚、四氢呋喃、氯仿中的一种或两种以上的混合物；
配制交联剂溶液取交联剂、与水混合配制成质量百分比浓度为10% 50%的交联剂溶液，所述交联剂是甲醛、戊二醛、环氧氯丙烷等中的一种或两种的混合物；
配制分散剂溶液取分散剂、与水混合配制成质量百分比浓度为0. 1 1%的分散剂溶液，所述分散剂明胶、聚乙烯醇、十二烷基苯磺酸钠、吐温20、油酸钠中的一种或两种以上的混合物；
配制酸催化剂溶液取酸、与水混合配制成质量百分比浓度为20 40%酸催化剂溶
液；b、混合反应将碱木质素10 100质量份、步骤a配制的聚乳酸溶液10 500质量份、步骤a配制的酸催化剂溶液1 10质量份、步骤a配制的交联剂溶液1 50质量份和步骤a配制的分散剂溶液100 1000质量份加入反应容器中，在温度为30 80°C、搅拌转数为100 IOOOrpm的条件下反应1 5小时后，升温到40 100°C、在50 300rpm条件下继续搅拌反应1 5小时，过滤，滤液弃去、固体物即反应后物料；
c、后处理将反应后物料过40目筛、筛上物用50 200质量份的水分2 5次洗涤后、再于25 80°C温度下干燥4 M小时，即制得球形碱木质素/聚乳酸复合吸附材料。实施例10
一种吸附TNT的球形碱木质素/聚乳酸复合吸附材料制备方法，包括下列步骤
a、配制溶液
配制聚乳酸溶液取聚乳酸、与有机溶剂混合配制成质量/体积百分比浓度为1 的聚乳酸溶液，所述有机溶剂是丙酮、二氯甲烷、三氯甲烷、乙醚、四氢呋喃、氯仿中的一种或两种以上的混合物；
配制交联剂溶液取交联剂、与水混合配制成质量百分比浓度为30%的交联剂溶液，所述交联剂是甲醛、戊二醛、环氧氯丙烷等中的一种或两种的混合物；
配制分散剂溶液取分散剂、与水混合配制成质量百分比浓度为0. 5%的分散剂溶液， 所述分散剂明胶、聚乙烯醇、十二烷基苯磺酸钠、吐温20、油酸钠中的一种或两种以上的混合物；
配制酸催化剂溶液取酸、与水混合配制成质量百分比浓度为30%酸催化剂溶液；
b、混合反应将碱木质素55质量份、步骤a配制的聚乳酸溶液255质量份、步骤a配制的酸催化剂溶液5质量份、步骤a配制的交联剂溶液25质量份和步骤a配制的分散剂溶液 550质量份加入反应容器中，在温度为30 80°C、搅拌转数为100 IOOOrpm的条件下反应3小时后，升温到40 100°C、在50 300rpm条件下继续搅拌反应3小时，过滤，滤液弃去、固体物即反应后物料；
c、后处理将反应后物料过40目筛、筛上物用230质量份的水分2 5次洗涤后、再于 25 80°C温度下干燥4 M小时，即制得球形碱木质素/聚乳酸复合吸附材料。实施例11
一种吸附TNT的球形碱木质素/聚乳酸复合吸附材料制备方法，包括下列步骤
a、配制溶液
配制聚乳酸溶液取聚乳酸、与有机溶剂混合配制成质量/体积百分比浓度为5%的聚乳酸溶液，所述有机溶剂是丙酮、二氯甲烷、三氯甲烷、乙醚、四氢呋喃、氯仿中的一种或两种以上的混合物；
配制交联剂溶液取交联剂、与水混合配制成质量百分比浓度为10%的交联剂溶液，所述交联剂是甲醛、戊二醛、环氧氯丙烷等中的一种或两种的混合物；
配制分散剂溶液取分散剂、与水混合配制成质量百分比浓度为0. 1%的分散剂溶液， 所述分散剂明胶、聚乙烯醇、十二烷基苯磺酸钠、吐温20、油酸钠中的一种或两种以上的混合物；
配制酸催化剂溶液取酸、与水混合配制成质量百分比浓度为20%酸催化剂溶液；
b、混合反应将碱木质素10质量份(单位可以为克，后同)、步骤a配制的聚乳酸溶液10质量份、步骤a配制的酸催化剂溶液1质量份、步骤a配制的交联剂溶液1质量份和步骤a 配制的分散剂溶液100质量份加入反应容器中，在温度为30 80°C、搅拌转数为IOOOrpm 的条件下反应1小时后，升温到40 100°C、在300rpm条件下继续搅拌反应1小时，过滤， 滤液弃去、固体物即反应后物料；
c、后处理将反应后物料过40目筛、筛上物用50质量份的水分2 5次洗涤后、再于 25 80°C温度下干燥4 M小时，即制得球形碱木质素/聚乳酸复合吸附材料。实施例12
一种吸附TNT的球形碱木质素/聚乳酸复合吸附材料制备方法，包括下列步骤
a、配制溶液
配制聚乳酸溶液取聚乳酸、与有机溶剂混合配制成质量/体积百分比浓度为20%的聚乳酸溶液，所述有机溶剂是丙酮、二氯甲烷、三氯甲烷、乙醚、四氢呋喃、氯仿中的一种或两种以上的混合物；
配制交联剂溶液取交联剂、与水混合配制成质量百分比浓度为50%的交联剂溶液，所述交联剂是甲醛、戊二醛、环氧氯丙烷等中的一种或两种的混合物；
配制分散剂溶液取分散剂、与水混合配制成质量百分比浓度为1%的分散剂溶液，所述分散剂明胶、聚乙烯醇、十二烷基苯磺酸钠、吐温20、油酸钠中的一种或两种以上的混合物；
配制酸催化剂溶液取酸、与水混合配制成质量百分比浓度为40%酸催化剂溶液；
b、混合反应将碱木质素100质量份、步骤a配制的聚乳酸溶液500质量份、步骤a配制的酸催化剂溶液10质量份、步骤a配制的交联剂溶液50质量份和步骤a配制的分散剂溶液1000质量份加入反应容器中，在温度为30 80°C、搅拌转数为100 IOOOrpm的条件下反应5小时后，升温到40 100°C、在50 300rpm条件下继续搅拌反应5小时，过滤，滤液弃去、固体物即反应后物料；
c、后处理将反应后物料过40目筛、筛上物用200质量份的水分2 5次洗涤后、再于 25 80°C温度下干燥4 M小时，即制得球形碱木质素/聚乳酸复合吸附材料。实施例13—18:
一种吸附TNT的球形碱木质素/聚乳酸复合吸附材料制备方法，包括下列步骤 a、配制溶液
配制聚乳酸溶液取聚乳酸、与有机溶剂混合配制成质量/体积百分比浓度(简写为 wt/v)为5 20%的聚乳酸溶液，所述有机溶剂是丙酮、二氯甲烷、三氯甲烷、乙醚、四氢呋喃、氯仿中的一种或两种以上的混合物；
配制交联剂溶液取交联剂、与水混合配制成质量百分比浓度(简写为《t/ wt)为 10% 50%的交联剂溶液，所述交联剂是甲醛、戊二醛、环氧氯丙烷等中的一种或两种的混合物；
配制分散剂溶液取分散剂、与水混合配制成质量百分比浓度为0. 1 1%的分散剂溶液，所述分散剂明胶、聚乙烯醇、十二烷基苯磺酸钠、吐温20、油酸钠中的一种或两种以上的混合物；
配制酸催化剂溶液取酸、与水混合配制成质量百分比浓度为20 40%酸催化剂溶
液；各实施例中原料组分的百分比例浓度见下表1 表1 各实施例中原料组分的百分比浓度
权利要求
1.吸附TNT的球形碱木质素/聚乳酸复合吸附材料制备方法，其特征是包括下列步骤a、配制溶液配制聚乳酸溶液取聚乳酸、与有机溶剂混合配制成质量/体积百分比浓度为5 20% 的聚乳酸溶液，所述有机溶剂是丙酮、二氯甲烷、三氯甲烷、乙醚、四氢呋喃、氯仿中的一种或两种以上的混合物；配制交联剂溶液取交联剂、与水混合配制成质量百分比浓度为10% 50%的交联剂溶液，所述交联剂是甲醛、戊二醛、环氧氯丙烷等中的一种或两种的混合物；配制分散剂溶液取分散剂、与水混合配制成质量百分比浓度为0. 1 1%的分散剂溶液，所述分散剂明胶、聚乙烯醇、十二烷基苯磺酸钠、吐温20、油酸钠中的一种或两种以上的混合物；配制酸催化剂溶液取酸、与水混合配制成质量百分比浓度为20 40%酸催化剂溶液；b、混合反应将碱木质素10 100质量份、步骤a配制的聚乳酸溶液10 500质量份、步骤a配制的酸催化剂溶液1 10质量份、步骤a配制的交联剂溶液1 50质量份和步骤a配制的分散剂溶液100 1000质量份加入反应容器中，在温度为30 80°C、搅拌转数为100 IOOOrpm的条件下反应1 5小时后，升温到40 100°C、在50 300rpm条件下继续搅拌反应1 5小时，过滤，滤液弃去、固体物即反应后物料；c、后处理将反应后物料过40目筛、筛上物用50 200质量份的水分2 5次洗涤后、再于25 80°C温度下干燥4 M小时，即制得球形碱木质素/聚乳酸复合吸附材料。
2.按权利要求1所述吸附TNT的球形碱木质素/聚乳酸复合吸附材料制备方法，其特征是步骤a中所述聚乳酸是分子量为3 10万的聚乳酸。
3.按权利要求1所述吸附TNT的球形碱木质素/聚乳酸复合吸附材料制备方法，其特征是步骤a中所述分散剂中的聚乙烯醇是醇解度为78%、88%或98%的聚乙烯醇。
4.按权利要求1或3所述吸附TNT的球形碱木质素/聚乳酸复合吸附材料制备方法， 其特征是步骤a中所述聚乙烯醇是分子量为0. 15 20万的聚乙烯醇。
5.按权利要求1所述吸附TNT的球形碱木质素/聚乳酸复合吸附材料制备方法，其特征是步骤a中所述的酸是盐酸、甲酸或硫酸中的一种。
6.按权利要求1所述吸附TNT的球形碱木质素/聚乳酸复合吸附材料制备方法，其特征是步骤b中所述碱木质素是将造纸碱法制浆废液经过浓缩、喷雾干燥而成。
全文摘要
本发明公开了一种吸附TNT的球形碱木质素/聚乳酸复合吸附材料制备方法，其特征是包括配制5～20%(wt/v)的聚乳酸溶液、10%～50%的交联剂溶液、0.1～1%的分散剂溶液和20～40%酸催化剂溶液；将质量份的碱木质素10～100份、聚乳酸溶液10～500份、酸催化剂溶液1～10份、交联剂溶液1～50份和分散剂溶液100～1000份加入反应器中，在30～80℃搅拌反应1～5小时，升温到40～100℃搅拌反应1～5小时，过滤，固体物过40目筛，筛上物用水洗涤后干燥，即得球形碱木质素/聚乳酸复合吸附材料；该材料对TNT等含氮化合物具有良好的选择性吸附能力，特别适于TNT的吸附分离和废水处理。
文档编号C02F1/58GK102430397SQ20111031861
公开日2012年5月2日 申请日期2011年10月19日 优先权日2011年10月19日
发明者卓秀容, 徐长刚, 李莹, 林晓艳, 罗学刚 申请人:西南科技大学