[发明专利]一种多孔吸附材料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种多孔吸附材料及其制备方法和应用，属于环保领域，其包括以下重量分数的原料：10‑20份纤维素，30‑60份活性炭以及预处理溶液。其制备方法包括以下步骤：将纤维素原料溶解在预处理溶液中，制备质量百分比浓度为3‑12％纤维素溶液；将纤维素溶液中加入二缩水甘油醚，在0‑70℃反应温度条件下反应0.1‑10h，得到纤维素交联产物；将纤维素交联产物在稀酸溶液中再生，加入活性炭，搅拌均匀，得到纤维素水凝胶；将纤维素水凝胶以去离子水洗涤纯化，调节成质量浓度为0.5‑3.5％的水凝胶后，经干燥处理得到多孔吸附材料，该材料因其性能优良、使用方便、无毒无污染、安全环保、环境友好，从而可广泛应用。

技术领域

本发明涉及环保领域，具体涉及一种多孔吸附材料及其制备方法和应用。

背景技术

纤维素是世界上最丰富的生物质资源之一，且具有良好的物理化学性能，废弃后可降解，利用纤维素替代传统的石化产品来生产新型材料已受到重视。然而，纤维素存在结晶区，这使得纤维素很难溶于一般的有机溶剂，阻碍了其潜在的应用研究。将纤维素溶解在特定的溶剂中，可以改变纤维素分子原有的聚集形态，提高纤维素反应的可及度，使纤维素易于化学改性，制备新型纤维素材料。

纤维素的常用溶剂有铜氨溶液、N-甲基吗啉-N-氧化物、氯化锂/二甲基乙酰胺体系、离子液体等，这些溶剂存在各自的优缺点。氢氧化钠/尿素/水溶剂体系是近年来开发的一种较为绿色溶解纤维素的新方法(专利CN101037479B)，在溶液体系中氢氧化钠与纤维素反应生成碱纤维素，从而进一步溶解在氢氧化钠/尿素/水溶剂体系中。采用氢氧化钠/尿素/水溶剂体系，专利CN102875836B公开了一种纤维素泡沫的制备方法，该方法将纤维素溶于氢氧化钠/尿素/水溶剂体系，将制备的纤维素溶液置于模具中，经再生、冻干处理，获得了一系列密度为0.129～0.387g/cm3，平均孔径为78～3600nm的纤维素泡沫材料；专利CN102504327B公开了一种利用剑麻废弃物麻糠和麻头废弃物为原料制备纤维素海绵的方法，将纤维素原料溶于氢氧化钠/尿素/水溶剂体系中，以硫酸钠为成孔剂，在硫酸和硫酸钠混合浴中再生，制备纤维素海绵。上述纤维素泡沫材料都是利用破坏纤维素、氢氧化钠和尿素三者形成的包合物，使纤维素分子之间二次形成氢键，通过分子间氢键和分子间作用力二次堆积成纤维素多孔材料，存在稳定性差、质硬等缺陷，且在制备过程中还需用到成孔剂等助剂。

发明内容

本发明的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种多孔吸附材料及其制备方法和应用。

本发明的技术解决方案如下：

一种多孔吸附材料，包括以下重量分数的原料：10-20份纤维素，30-60份活性炭以及预处理溶液，预处理溶液包括碱溶液。

本发明还公开了一种多孔吸附材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：将纤维素原料溶解在预处理溶液中，制备质量百分比浓度为3-12％纤维素溶液；

步骤二：将步骤一中的纤维素溶液中加入二缩水甘油醚，在0-70℃反应温度条件下反应0.1-10h，得到纤维素交联产物；

步骤三：将步骤二所得的纤维素交联产物在稀酸溶液中再生，加入活性炭，搅拌均匀，得到纤维素水凝胶；

步骤四：将步骤三所得的纤维素水凝胶以去离子水洗涤纯化，调节成质量浓度为0.5-3.5％的水凝胶后，经干燥处理得到多孔吸附材料。

优选地，预处理溶液为碱性溶液，具体是氢氧化钠溶液。

本发明还公开了一种多孔吸附材料在废水废气中的应用，苯吸附量为611-799mg/g。

本发明至少具有以下有益效果之一：本发明的一种多孔吸附材料吸附性能好，具有较大的比表面积和较高的吸附性能；所得纤维素多孔吸附材料因其性能优良、使用方便、无毒无污染、安全环保、环境友好，从而可广泛应用。