本发明专利技术公开了一种用于吸附ＴＮＴ的改性羟乙基纤维素吸附材料的制备方法，其特征是包括：将羟乙基纤维素溶解有机溶剂Ｎ，Ｎ－二甲基甲酰胺或二甲基亚砜中，加入二氯亚砜，在６０－１００℃搅拌反应２－６小时后，倒入水中沉析，过滤，用氨水洗涤后烘干，制得氯化羟乙基纤维素；将氯化羟乙基纤维素溶解在二甲基亚砜中，加入胺化剂，在８０－１２０℃搅拌反应８－１２小时，倒入水和／或丙酮中沉析，过滤，用水洗涤，干燥，即制得改性羟乙基纤维素吸附材料。采用本发明专利技术制得的吸附材料对ＴＮＴ吸附速度快，去除率高，可重复利用，适用于处理炸药生产过程中所产生的富含ＴＮＴ的废水以及其他含有硝基有机物的废水，也可用于处理低浓度的ＴＮＴ废水。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于改性纤维素衍生物的制备方法，涉及一种用于吸附TNT的改性羟乙基 纤维素吸附材料的制备方法。制得的改性羟乙基纤维素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。
技术介绍
TNT(即2，4，6_三硝基甲苯；三硝基甲苯；梯恩梯)是世界上使用最广泛的炸药 之一。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，弓丨 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。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，处理TNT污染物的方 法一般采用化学氧化法和活性炭吸附等方法，但化学氧化法须在高温高压的操作条件下进 行、并且因为须使用强氧化剂很可能对环境产生二次污染，活性炭吸附法存在活性炭成本 高、重复利用率低以及后处理比较困难的缺点。因此，研究廉价、高效、可重复利用的吸附剂 来吸附TNT具有重要的意义。羟乙基纤维素(即HEC)是一种由碱纤维素和环氧乙烷(或氯乙醇)经醚化反应 制备而成的白色或淡黄色无味无毒的纤维状或粉末状的非离子型水溶性纤维素醚。由于具 有良好的增稠、悬浮、分散、乳化、粘合、成膜、保护水分和提供保护胶体的作用等特性，使其 在日用化工、建筑、涂料、塑料、油田开采、聚合物合成、农业、陶瓷等领域具有广泛的用途。 羟乙基纤维素具有良好的生物相容性和可降解性，因此其被广泛用于生物医学材料、药物 控释体系等领域。羟乙基纤维素的生产，以高纯度木浆或棉绒浆等纤维素作为原料。自然界 的纤维素是取之不尽、用之不竭的可再生资源，这些材料废弃后可以被自然界微生物降解， 属于环境友好材料。
技术实现思路
本专利技术的目的旨在克服上述现有技术中的不足，提供一种用于吸附TNT的改性羟 乙基纤维素吸附材料的制备方法，获得含有大量胺基的对TNT有较高吸附能力的白色粉末状吸附材料。本专利技术是以羟乙基纤维素作为原料，经过先氯化后胺化的化学改性，从而获得的 含有大量胺基的TNT吸附材料。本专利技术的内容是一种用于吸附TNT的改性羟乙基纤维素吸附材料的制备方法， 其特征是包括下列步骤a、氯化改性将1重量份的羟乙基纤维素溶解于30-50重量份的有机溶剂中，再加 入5-10重量份的二氯亚砜(作为氯化剂)，在60-100°C的温度下搅拌反应2-6小时后，冷却 至室温，将反应后的物料倒入水(较好的是蒸馏水)中沉析，过滤，固体物用氨水洗涤后，烘 干(较好的是在50-80°C的温度下干燥6-8小时)，制得氯化羟乙基纤维素(黄色粉末)；所述有机溶剂是N，N-二甲基甲酰胺或二甲基亚砜；b、胺化改性将1重量份的氯化羟乙基纤维素溶解在40-60重量份的二甲基亚砜 中，再加入10-60重量份的胺化剂，在80-120°C的温度下搅拌反应8-12小时，冷却至室温， 将反应后的物料倒入溶液中沉析，过滤，固体物用水(较好的是蒸馏水)洗涤，干燥(较好 的是在50-80°C的温度下干燥6-8小时)，即制得改性羟乙基纤维素吸附材料(即对TNT有 良好吸附效果的胺化纤维素吸附材料，白色粉末)；所述胺化剂是乙二胺、丁二胺、或乙二胺和丁二胺的混合物中的一种。所述溶液为水、丙酮、水和丙酮的混合物中的一种；水和丙酮的混合物中，丙酮与 水用量的重量比例可以为1 10-15。本专利技术的内容中步骤a中所述氨水为重量百分比浓度可以为3% -10%的稀氨 水。本专利技术的内容中步骤a中所述氨水与水的用量的重量比可以为1 10-15，氨水 的用量与固体物的重量比可以为5-10 1。本专利技术的内容中步骤b所述溶液中，水、丙酮、或水和丙酮的混合物的用量与所 述固体物重量的比例较好的为5-10 1。本专利技术的内容中所述羟乙基纤维素的摩尔取代度(表示了每个脱水葡萄糖单位 所生成醚基的总数，其中包含了侧链所生成的醚基)为1.8-2.0，是可溶于水的白色粉末， 其水溶液的pH值为6. 5 8. 5。本专利技术的内容中所述氯化羟乙基纤维素，是氯的质量百分含量大于20%的黄色 粉末。本专利技术方法制备的用于吸附TNT的改性羟乙基纤维素吸附材料，是一种白色固体 粉末，其理化性质为热失重温度(即物质通过逐渐升温发生挥发，分解的温度)为192°C， 粒度分布在10-200um之间，Zeta电位为7. 2mv，不溶于水。与现有技术相比，本专利技术具有下列特点和有益效果(1)本专利技术改性羟乙基纤维素吸附材料的制备机理、吸附TNT机理及其使用方法 如下a、改性羟乙基纤维素吸附材料的制备机理首先通过二氯亚砜对羟乙基纤维素进行氯化，使得羟乙基纤维素中的羟基被氯部 分取代，获得氯化纤维素；然后以氯化纤维素作为原料，乙二胺作为胺化试剂进行胺化反 应，胺化反应的过程中部分氯被乙二胺所取代，获得对TNT有良好吸附效果的改性羟乙基纤维素吸附材料(或称为胺烷基纤维素)； <formula>formula see original document page 5</formula>氯化反应<formula>formula see original document page 5</formula>胺化反应b、改性羟乙基纤维素吸附材料对TNT的吸附机理胺烷基纤维素对TNT有良好的吸附效果，其吸附机理如下(a)胺烷基纤维素中的 胺基可以与三硝基甲苯中的硝基形成氢键，达到吸附效果；(b)胺烷基纤维素中的胺基可 与三硝基甲苯中的苯环形成氢键，达到吸附效果；C、改性羟乙基纤维素吸附材料的使用方法胺烷基纤维素应用与TNT的吸附，可直接将胺烷基纤维素吸附材料投于TNT废水 中，吸附7-12小时后，废水中的TNT基本可被去除；废水的pH值范围为5-9之间，温度为 20-450C ； Ig胺烷基纤维素可处理500mlTNT浓度为100mg/L的废水，使其达到国家排放标 准；(2)采用本专利技术，利用可再生的羟乙基纤维素作为原料，通过先氯化后胺化的方 法，制备出高吸附量的、吸附速度快的TNT吸附材料；制得的改性羟乙基纤维素吸附材料上 含有大量的胺基功能基团，这种吸附材料不仅吸附量高，可用于处理高浓度TNT废水，而且 因其去除率高，还可用于低浓度TNT废水的处理；吸附材料对TNT有极强的吸附选择性，克 服了活性炭吸附选择性差，本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于吸附ＴＮＴ的改性羟乙基纤维素吸附材料的制备方法，其特征是包括下列步骤：ａ、氯化改性：将１重量份的羟乙基纤维素溶解于３０－５０重量份的有机溶剂中，再加入５－１０重量份的二氯亚砜，在６０－１００℃的温度下搅拌反应２－６小时后，冷却至室温，将反应后的物料倒入水中沉析，过滤，固体物用氨水洗涤后，烘干，制得氯化羟乙基纤维素；所述有机溶剂是Ｎ，Ｎ－二甲基甲酰胺或二甲基亚砜；ｂ、胺化改性：将１重量份的氯化羟乙基纤维素溶解在４０－６０重量份的二甲基亚砜中，再加入１０－６０重量份的胺化剂，在８０－１２０℃的温度下搅拌反应８－１２小时，冷却至室温，将反应后的物料倒入溶液中沉析，过滤，固体物用水洗涤，干燥，即制得改性羟乙基纤维素吸附材料；所述胺化剂是乙二胺、丁二胺、或乙二胺和丁二胺的混合物中的一种。所述溶液为水、丙酮、水和丙酮的混合物中的一种；水和丙酮的混合物中，丙酮与水用量的重量比例为１∶１０－１５。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：林晓艳，朱恒，罗学刚，
申请(专利权)人：西南科技大学，
类型：发明
国别省市：51[中国|四川]
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