[发明专利]一种基于ATRP改性的功能性细菌纤维素的制备方法

说明书

本发明公开了一种基于ATRP改性的功能性细菌纤维素的制备方法，所述制备方法是将细菌纤维素经溶剂浸渍、混合液A中水浴振荡反应及清洗后得到自由基引发的细菌纤维素，之后将自由基引发的细菌纤维素放入混合液B中反应后，经水洗、冷冻干燥制得功能性细菌纤维素；其中，混合液A采用四氢呋喃、三乙胺和2‑溴异丁酰溴混合而成，混合液B采用氯化亚铜加入到冷冻除氧后的1,1,4,7,10,10‑六甲基三乙烯四胺、N,N‑二甲基甲酰胺及甲基丙烯酸羟乙酯的混合液中混匀而成。经过ATRP改性后的细菌纤维素在保持原有纤维形态和理化性能的基础上，增强了其金属离子吸附的能力，且接枝改性后的细菌纤维素更平整均匀。

技术领域

本发明属于功能性纤维素制备方法技术领域，具体涉及一种基于ATRP改性的功能性细菌纤维素的制备方法。

背景技术

随着工业化的发展，金属制品的制造与使用越来越广泛，使得各种金属元素普遍的存在于各种污水(包括工业排放污水，生活废水)之中，对环境产生的危害也在与日俱增。再加上人口的迅速增长和城市化进程的不断加快，生活污水和工业排放污水量剧增。如果，这些污水没有及时得到有效的处理就排放到了环境中，污水中含有的过量的金属元素就会进入土壤，进入饮用水中造成更加严重的二次污染。人体吸收了这些有害物质会使致癌的风险大大增加，因此，对于金属离子的处理至关重要。目前为止，主要的处理方法包括吸附法、化学沉淀法离子交换法、膜分离法、生物絮凝法等，其中，吸附法操作简单，效果较好从而应用更广。吸附法是使金属离子通过物理或化学方法粘附在吸附剂的活性位点表面，进而达到去除金属离子的目的。但是，很多吸附剂价格昂贵且受限制，因此，新型的吸附材料的研究具有重要意义。

由细菌产生的纤维素称为细菌纤维素(Bacterial cellulose，简称BC)，能产生纤维素的细菌主要是醋杆菌属的种类，其中木醋杆菌是最早发现也是目前合成纤维素的能力最强的微生物菌株。细菌纤维素与自然界广泛存在的植物纤维素相比，具有更优良的抗拉强度、杨氏模量等理化性能，细菌纤维素具有三维网状结构，中间形成许多孔道，并且分子内存有大量的亲水基团，其力学性能优异，比表面积高，使其在金属离子吸附方面具有很强的优势，但是，未经处理的细菌纤维素吸附金属离子的能力并不是很理想。

原子转移自由基聚合(ATRP)是一种可控的活性聚合反应。ATRP的独特之处在于使用了卤代烷做引发剂，并用过渡金属催化剂或退化转移的方式，有效地抑止了自由基双基终止反应。ATRP反应能改善材料的表面特性，同时，还具有使用单体范围广、聚合条件温和、接枝链分子量及分布可控和高接枝率等的特点。采用ATRP的方法对材料进行表面接枝，有利于研究其结构与性能之间的关系，是现有的其他活性聚合方法难以比拟的，这一背景使得ATRP技术在聚合物领域得到了普遍的推广及应用，其根本原因就在于它可以制备结构可控，性能良好的材料。

发明内容

本发明旨在解决现有技术中存在的技术问题。为此，本发明提供一种基于ATRP改性的功能性细菌纤维素的制备方法，目的是将细菌纤维素具有的优良的性能与ATRP技术相结合，在细菌纤维素的表面接枝上甲基丙烯酸羟乙酯分子刷，得到功能性细菌纤维素，使改性后的功能性细菌纤维素具有较好的金属离子吸附性能。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种基于ATRP改性的功能性细菌纤维素的制备方法，所述制备方法是将细菌纤维素经溶剂浸渍、混合液A中水浴振荡反应及清洗后得到自由基引发的细菌纤维素，之后将自由基引发的细菌纤维素放入混合液B中反应后，经水洗、冷冻干燥制得功能性细菌纤维素；其中，混合液A采用四氢呋喃、三乙胺和2-溴异丁酰溴混合而成，混合液B采用氯化亚铜加入到冷冻除氧后的1,1,4,7,10,10-六甲基三乙烯四胺、N,N-二甲基甲酰胺及甲基丙烯酸羟乙酯的混合液中混匀而成。

优选的，所述制备方法包括如下步骤：

步骤一、将细菌纤维素放入四氢呋喃中浸渍10-15min后取出待用；