[发明专利]用于去除水中重金属阳离子的纤维素基吸附材料及其制法

权利要求书

1.一种用于去除水中重金属阳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以直径为10nm-100μm的天然纤维素纤维或纤维素衍生物纤维作为所述吸附材料的纤维素基体材料；在所述的纤维素基体材料的表面接枝含有羧基基团的聚烯烃，使所述的纤维素基体材料表面带有羧基基团；所带的羧基基团与水中重金属阳离子发生静电吸引作用，将水中的重金属阳离子除去；

所述的重金属阳离子是Cd²⁺、Cr²⁺、Cu²⁺、Hg²⁺、Ni²⁺、Pb²⁺和/或Zn²⁺。

2.根据权利要求1所述的用于去除水中重金属阳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的表面接枝有含羧基基团的聚烯烃，其接枝的聚烯烃的量是所述纤维素基吸附材料总重量的5wt％-50wt％。

3.根据权利要求1或2所述的用于去除水中重金属阳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、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重金属阳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或带有羟基基团的纤维素醚。

5.根据权利要求4所述的用于去除水中重金属阳离子的纤维素基吸附材料，其特征是：所述的纤维素酯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重金属阳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，得到作为所述吸附材料基体的天然纤维素纤维；或通过高压静电纺丝的方法将纤维素衍生物溶液电纺成直径为10nm-100μm的纤维，得到作为所述吸附材料基体的纤维素衍生物纤维；

(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羧基基团的烯烃单体得到反应体系；在惰性气体保护下进行反应，在天然纤维素纤维或纤维素衍生物纤维的表面接枝聚合含羧基基团的烯烃单体；反应结束之后，反复水洗反应产物，真空干燥，得到所述用于去除水中重金属阳离子的纤维素基吸附材料；

所述的重金属阳离子是Cd²⁺、Cr²⁺、Cu²⁺、Hg²⁺、Ni²⁺、Pb²⁺和/或Zn²⁺；

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％，含有羧基基团的烯烃单体的含量为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1-24小时。

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纤维或纤维素衍生物纤维的表面接枝聚合含羧基基团的烯烃单体，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处接枝聚合含羧基基团的烯烃单体。

9.根据权利要求6或8所述的制备方法，其特征是：所述的含有羧基基团的烯烃单体选自甲基丙烯酸、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或带有羟基基团的纤维素醚。