[发明专利]一种改性纤维球负载聚苯胺复合材料及其制备方法和用途

权利要求书

1.一种改性纤维球负载聚苯胺复合材料的制备方法，其特征在于，

该复合材料呈直径4～5cm的球状结构，该球状结构包括位于中心的改性纤维球和负载在改性纤维球上的纳米丝状结构的聚苯胺，所述改性纤维球由纤维球改性后制得，所述改性纤维球和聚苯胺的质量比为(3～5):(1～5)，所述纳米丝状结构的聚苯胺的直径为190±10nm，长度为1～1.5μm；

其制备方法包括以下步骤：

S1、将纤维球浸没在去离子水中，超声清洗后在50～60℃的烘箱中烘干至恒重，称取8～10g烘干后的纤维球放入1000mL浓度为5～20g/L的H₂O₂溶液中，室温下搅拌12～24h，搅拌速度为400～500r/min，取出纤维球，在温度为50～60℃的烘箱中烘干，制备得到改性纤维球；

S2、配制两份体积相等的浓度均为1mol/L的氨水溶液，将苯胺A和过硫酸铵A分别溶解于两份氨水溶液中，制得浓度为0.02～0.08mol/L的苯胺A溶液和浓度为0.005～0.02mol/L的过硫酸铵A溶液，且苯胺A溶液和过硫酸铵A溶液的浓度比为4:1，将过硫酸铵A溶液缓慢倒入苯胺A溶液中，在20～25℃温度下，以500～600r/min的转速搅拌10～15min，常温下反应3h后，在40℃下恒温加热2h，除去混合溶液中的氨气，得到第一混合溶液；

S3、配制两份体积相等的浓度均为0.1mol/L的复合酸溶液，将苯胺B和过硫酸铵B别溶解于两份复合酸溶液中，制得浓度为0.1～0.4mol/L苯胺B溶液和浓度为0.025～0.1mol/L的过硫酸铵B溶液，且苯胺B溶液和过硫酸铵B溶液的浓度比为4:1，将过硫酸铵B溶液缓慢倒入苯胺B溶液中，在20～25℃温度下，以500～600r/min的转速机械搅拌10～15min使溶液均匀混合，得到第二混合溶液；

S4、将第二混合溶液按照1:1的体积缓慢倒入第一混合溶液中，边加边搅拌，混合完毕后，将S1中制得的改性纤维球按照5～15g/L的添加比例充分浸没于溶液中，在0～5℃的温度范围内静置4～8h，取出改性纤维球，用去离子水和乙醇反复清洗过滤至滤液澄清，置于烘箱中，在50～60℃条件下烘干12～24h，制备得到改性纤维球负载聚苯胺复合材料；

其中，步骤S1、S2、S3不分先后顺序。

2.根据权利要求1所述的改性纤维球负载聚苯胺复合材料的制备方法，其特征在于，所述纤维球的主要材质为聚酯纤维，直径为0.8～1mm，密度为1.2～1.5g/cm³，比表面积为2000～3000m²/m³。

3.根据权利要求1所述的改性纤维球负载聚苯胺复合材料的制备方法，其特征在于，步骤S1所述的H₂O₂溶液浓度为10g/L。

4.根据权利要求1所述的改性纤维球负载聚苯胺复合材料的制备方法，其特征在于，所述复合酸溶液由酒石酸和质量分数为20～38wt％盐酸混合得到，且复合酸溶液中酒石酸和盐酸的摩尔比为1:1。

5.一种由权利要求1-4任意一项所述制备方法制得的改性纤维球负载聚苯胺复合材料在去除水体中Cr(VI)上的用途。

6.根据权利要求5所述的改性纤维球负载聚苯胺复合材料在去除水中Cr(VI)上的用途，其特征在于，所述水体pH为5～7，水体中Cr(VI)的浓度为1～30mg/L，改性纤维球负载聚苯胺复合材料的添加浓度为2g/L以上。

7.根据权利要求6所述的改性纤维球负载聚苯胺复合材料在去除水中Cr(VI)上的用途，其特征在于，所述改性纤维球负载聚苯胺复合材料的添加浓度为2～6g/L。