一种多胺类脱脂棉改性材料的制备方法

本发明涉及聚合物材料，更具体地说，它涉及一种多胺类脱脂棉改性材料的制备方法。

背景技术：

1、重金属离子对人体健康的危害是多方面的，可能造成代谢、免疫功能紊乱，肝、肾功能损害，甚至导致癌症。水体重金属污染由于其不可忽视的生物毒性、难降解性和富集性，成为环境治理的重点和难点。目前，处理重金属污染水体的方法主要有絮凝法、离子交换法、膜分离法、电解法、沉淀法，吸附法等，这些方法各有优缺点，但大都存在处理成本较高，二次污染风险大等问题。其中，吸附法由于其操作简单，能耗低，效率高等优点受到广泛关注。然而，传统吸附剂如活性炭等，处理效率低，难分离，很难满足废水处理要求，一些新型吸附剂如碳纳米管、介孔二氧化硅等存在工艺复杂或成本偏高的问题。因此，开发一种工艺简单、安全无毒、不产生二次污染、可再生、吸附效果好的环境友好型重金属吸附材料成为研究的热点。

2、棉花是一种可生物降解的天然纤维，作为制备高效吸附剂的原材料，不仅具有产量大、生产成本低等优点，还存在大量易于发生化学反应的基团，可以通过系列化学反应，接枝功能性官能团，制备出各类重高效金属离子吸附剂。多胺型吸附剂可以利用氨基上氮的孤对电子与重金属离子进行配位络合，从而达到吸附去除废水中重金属离子的效果。目前，已有部分研究者将胺类接枝到各类高分子材料上，例如壳聚糖、树脂、硅胶等，对重金属离子具有良好的吸附效果，但这些方法操作步骤复杂，接枝效率不高，生产成本较高，难以在工业上推广应用。

3、鉴于上述不足，本发明为了开发一种生产成本更低，应用前景更广阔的重金属吸附材料，采用脱脂棉作为基质，进行化学改性，制备多胺类新型吸附材料。

技术实现思路

1、基于上述分析，本发明的目的是提供一种多胺类脱脂棉改性材料的制备方法，解决现有的脱脂棉基材料吸附重金属效率不高的问题。

2、本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

3、一种多胺类脱脂棉改性材料的制备方法，包括以下步骤：

4、s1：将脱脂棉与氯乙酸进行羧甲基化反应，得到羧甲基脱脂棉；

5、s2：将步骤s1得到的羧甲基脱脂棉与溴乙烷进行酯化反应，得到2-脱脂棉基-乙酸乙酯为结构单元的脱脂棉衍生物；

6、s3：将步骤s2得到的脱脂棉衍生物与三乙四胺进行氨解反应，得到以2-(2-脱脂棉基-乙酰胺)乙基-二乙三胺为结构单元的多胺类脱脂棉改性材料。

7、进一步地，步骤s1中将脱脂棉和氯乙酸为原料羧甲基化反应，是以氢氧化钠溶液为反应溶剂，反应温度为65℃，反应时间8h，反应结束后酸化，抽滤，无水乙醇洗涤。

8、进一步地，所述步骤s2中以羧甲基脱脂棉与溴乙烷为原料进行酯化反应，是以二甲苯为溶剂，以碘化钠、三乙胺为催化剂，在110℃下反应48～60h。

9、进一步地，所述步骤s3中氨解反应，脱脂棉衍生物与三乙四胺的摩尔比为1:1～1.3。

10、进一步地，所述步骤s3中氨解反应，是以无水乙醇为溶剂，反应温度为65℃～75℃，反应时间48～60h，反应结束后静置，抽滤，无水乙醇洗涤，得到多胺类脱脂棉改性材料。

11、本发明还公开了一种根据上述任一制备方法制得的多胺类脱脂棉改性材料。

12、本发明的有益效果在于：

13、本发明通过逐步反应，羧甲基化-酯化-氨解，在脱脂棉上接枝多乙烯多胺链，获得了一种可以高效吸附金属离子的多胺类脱脂棉改性材料，吸附作用时间短，后处理简单。这一吸附材料在水体污染物中重金属离子的吸附去除，稀有金属离子的吸附回收利用，盐水的软化等领域,具有良好的应用前景。本发明通过逐步反应，在脱脂棉上合成成一种以多胺链的氨基为吸附活性基团的多胺类吸附剂，过程可控，条件温和。合成的吸附材料，2-(2-脱脂棉基-乙酰胺)乙基-二乙三胺，吸附对象金属离子范围广泛，操作简单，性能稳定。

技术特征：

1.一种多胺类脱脂棉改性材料的制备方法，包括：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其中：

3.根据权利要求1所述的制备方法，其中：

4.根据权利要求1所述的制备方法，其中：

5.根据权利要求1所述的制备方法，其中：

6.一种根据权利要求1～5任一所述制备方法制得的多胺类脱脂棉改性材料。

技术总结
本发明公开了一种多胺类脱脂棉改性材料的制备方法，涉及聚合物材料技术领域。将脱脂棉与氯乙酸进行羧甲基化反应，得到羧甲基脱脂棉；羧甲基脱脂棉与溴乙烷进行酯化反应，得到2‑脱脂棉基‑乙酸乙酯为结构单元的脱脂棉衍生物；将脱脂棉衍生物与三乙四胺进行氨解反应，得到以2‑(2‑脱脂棉基‑乙酰胺)乙基‑二乙三胺为结构单元的多胺类脱脂棉改性材料。本发明通过逐步反应，制备多胺类脱脂棉改性材料，过程可控，条件温和。合成的吸附材料，2‑(2‑脱脂棉基‑乙酰胺)乙基‑二乙三胺，吸附对象金属离子范围广泛，操作简单，性能稳定。

技术研发人员：杜承臻,胡晓黎,胡涛,唐成,王丽
受保护的技术使用者：四川文理学院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/22