[发明专利]用于去除水中砷和氟离子的纤维素基吸附材料及其制备方法

权利要求书

1.一种用于去除水中砷和氟离子的纤维素基吸附材料，其特征是：所述的纤维素基吸附材料是用直径为10nm-100μm的天然纤维素或纤维素衍生物的纤维作为吸附材料的基体材料；在所述的纤维素基体材料表面接枝含有胺基基团的聚烯烃，从而使纤维素基体材料表面带有胺基基团；所带的胺基基团与水中砷酸根离子、亚砷酸根离子和氟离子发生静电吸引作用，将水中的砷酸根离子、亚砷酸根离子和氟离子除去。

2.根据权利要求1所述的用于去除水中砷和氟离子的纤维素基吸附材料，其特征是：所述的纤维素基体材料表面接枝有含胺基基团的聚烯烃，其接枝胺基基团的量不少于5wt％。

3.根据权利要求1或2所述的用于去除水中砷和氟离子的纤维素基吸附材料，其特征是：所述的聚烯烃选自聚甲基丙烯酸二甲胺基乙酯、聚甲基丙烯酸二乙胺基乙酯、聚丙烯酸中的一种。

4.根据权利要求1或2所述的用于去除水中砷和氟离子的纤维素基吸附材料，其特征是：所述的天然纤维素选自草本植物或木本植物；

所述的纤维素衍生物是带有羟基基团的纤维素酯类或带有羟基基团的纤维素醚类。

5.根据权利要求4所述的用于去除水中砷和氟离子的纤维素基吸附材料，其特征是：所述的纤维素酯类选自二醋酸纤维素或二取代纤维素硝酸酯；

所述的纤维素醚类选自羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、羧甲基纤维素、乙基羟乙基纤维素、羟乙基甲基纤维素、羟乙基羧甲基纤维素、羟丙基羧甲基纤维素中的一种。

6.一种根据权利要求1-5任意一项所述的用于去除水中砷和氟离子的纤维素基吸附材料的制备方法，其特征是，该方法包括以下步骤：

(1)将天然纤维素粉碎成直径为10nm-100μm的纤维，或用高压静电纺丝的方法将纤维素衍生物溶液电纺成直径为10hm-100μm的纤维，得到纤维素基体材料；

(2)将步骤(1)得到的纤维素基体材料置于含有硝酸、引发剂硝酸铈铵的水中后再加入含有胺基基团的烯类单体得到反应体系；在氮气保护下进行反应，在天然纤维素或纤维素衍生物的纤维表面接枝聚合含胺基基团的单体；反应结束之后，反复水洗反应产物，真空干燥，得到用于去除水中砷酸根离子、亚砷酸根离子和氟离子的纤维素基吸附材料；

所述的反应体系中，各组分的质量分数为：质量浓度为65％-68％的硝酸含量为1％-10％，硝酸铈铵的含量为0.5％-5％，含有胺基基团的烯类单体的含量为1％-10％，余量为水。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征是：所述的反应是在温度为20℃-100℃下进行反应，反应时间为1h-24h。

8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征是：所述的在天然纤维素或纤维素衍生物的纤维表面接枝聚合含胺基基团的单体，是在酸性水体系中通过Ce⁴⁺引发自由基聚合，在天然纤维素或纤维素衍生物的-OH处接枝聚合含胺基的单体。

9.根据权利要求6或8所述的制备方法，其特征是：所述的含有胺基基团的烯类单体选自甲基丙烯酸二甲胺基乙酯、甲基丙烯酸二乙胺基乙酯、丙烯酸中的一种。

10.根据权利要求6或8所述的制备方法，其特征是：所述的天然纤维素选自草本植物或木本植物；

所述的纤维素衍生物是带有羟基基团的纤维素酯类或带有羟基基团的纤维素醚类。