[发明专利]一种红麻吸附材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种红麻吸附材料的制备方法，包括以下步骤：将红麻原麻于碱液中碱煮脱胶；完成后先用低浓度碱液浸泡，后纯水冲洗并晾干；加入10g预处理后红麻于有机酸中，水浴反应，取出红麻；再用醋酸或酸酐溶液漂洗，再用热水冲洗，干燥备用，并进行吸附验证实验；称取适量改性红麻，加入到亚甲基蓝溶液中，恒温水浴振荡，取上层清液，测出吸光度，对照亚甲基蓝溶液标准曲线，得到验证合格的羧基改性红麻吸附材料；本方法使红麻纤维得到有效利用，生产的生物吸附材料，产品多孔隙，紧密度高，通过醋酸或酸酐改性处理，在红麻纤维分子中引入大量羧基基团，吸附性较好，吸附量可达75～85mg/g，红麻纤维吸附效率超过90％。

技术领域

本发明涉生物吸附材料的制备技术领域，具体涉及一种红麻吸附材料的制备方法。

背景技术

纤维素是目前地球上原始和储量丰富的可再生资源，它存在于植物细胞膜，树皮、棉花纤维、麻类植物、谷类皮或其他植物，近些年来，人们发现，通过细菌的酶解过程也可以产生纤维素。可以把天然纤维分类为种子、皮、叶子和果实。在复合材料应用中，经常使用的是植物的皮和叶子，而富含这种韧皮纤维的植物有主要有各种麻类，如大麻、黄麻、亚麻、苎麻和洋麻，富含叶纤维的有剑麻和香蕉。

红麻为锦葵科木槿属一年生草本韧皮纤维植物，俗称洋麻、槿麻、钟麻，学名大麻槿、Hibiscus cannabinus，生长期约120～150天。和黄麻一样，红麻茎骨由韧皮部和木质部两部分组成，红麻韧皮部重量约占30%～40%，韧皮纤维细胞长度约2.6mm左右，和黄麻相比，红麻生物学产量高，对土地的要求低，管理简单，适应性广。红麻纤维粗糙、硬挺，可纺性差，一般支数为1.5～3Nm，最多也不超过10Nm，只能粗支稀织。红麻作为一种天然纤维素材料，纤维的内部结构和化学组成决定了纤维所表现出的强度、电阻系数、极限抗拉强度和起始模数。天然纤维的优良结构使其表现出优秀的抗拉强度和模数、持久耐用、堆密度很低、可塑性强及可循环再生。正是由于红麻纤维的组成结构和物质特性等特点，使其可以被改性成为一种价格低廉、吸附能力强、可生物降解、机械强度高，较其他天然纤维素材料在生物吸附剂应用方面有着明显的优势。

天然红麻作为吸附材料虽然对有机污染物有一定吸附能力，但吸附效果并不理想，而通过对其进行改性，即在表面引入对有机污染物具有良好亲和力的功能基团则可以大大提高红麻的吸附能力。

天然纤维素材料结构中含有大量羟基羧基等活性基团，对其进行改性可以获得具有特殊功能的纤维素衍生物，可为解决能源问题和环境问题提供参考。纤维素是纤维状、多毛细管的天然高分子。因此具有多孔和比表面积大等特点，虽然分子中含有许多羟基．有一定的吸附性。但是天然纤维的吸附能力不强。可以通过分子中羟基的一系列的衍生反应引人具有吸附性能的官能团。使纤维素含有更多高的吸附性基团，从而提高其离子吸附能力。目前已经研究了许多从水溶液除去金属离子的不同种类的官能团，如席夫碱、氨基硫脲、甲酸、磷酸和磺酸等。通过羟基衍生化学反应引入对溶液中用离子具有吸附能力的一些基团，例如羧基、磷酸基、磺酸基等阴离子基团，得到纤维素衍生物能与溶液中金属阳离子反应，这就是用离子吸附剂。作为吸附材料的研究，一方面是由于红麻物理结构上具有较高的孔隙度与较大的表面积，可以与金属离子发生物理吸附；另一方面，红麻富含纤维素、半纤维素和木质素、果胶，这些成分的分子结构中含有大量的功能基团，可以通过离子交换、螯合等方式吸附，是一种良好的生物质吸附剂。

纤维素中有很多羟基，和醋酸可发生酯化反应，醋酸在浓硫酸作用下脱水成酸酐，用酸酐与纤维素中羟基反应，还可以与酚类（木质素）发生酯化反应。而纤维素可与醋酸形成环状酸酐，以提高酯化结合的程度。醋酸改性可在红麻的表面引入大量的羧基，大大提高红麻纤维的吸附能力。而改性红麻纤维是一种具有丰富空间空隙结构的天然高分子改性材料，能有效的吸附污水中难以降解的有机分子，用于处理印染废水与制革废水有较好的效果。天然纤维素的改性就是通过化学反应在纤维素结构中引入具有特殊功能的官能团，获得具有一定功能的新材料，从而大大提高天然纤维素材料的应用价值和使用价值。