[发明专利]反向悬浮交联聚合胺化木质素磺酸盐吸附剂及制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种反相悬浮交联聚合胺化木质素磺酸盐吸附剂及制备方法和应用，各组分的含量按照质量百分比计算为:水相：胺化木质素磺酸盐:20.25%~43.25%超支化聚酰胺:17.30%~29.49%聚乙二醇二缩水甘油醚:34.65%~55.43%去离子水(占总比)：57.40%~85.87%油相：石油醚或环己烷水相与油相的体积比为1:8‑1:10。本发明所用的原料为制浆造纸所产生的废物，实现了废物的绿色再利用，对有机染料有很好的去除能力，易于与水及染料分离，实现回收和循环使用。

技术领域

本发明属于废水处理领域，尤其涉及一种反相悬浮交联聚合胺化木质素磺酸盐吸附剂及制备方法和应用。

背景技术

随着我国工业化进度和经济持续增长，食品、纺织、皮革、塑料、化妆品、橡胶、纸张、印刷等行业产生越来越多的废水，其中均含有大量的有机染料，而这些废水很多未经充分处理直接排放进入水体环境。有机染料废水污染对环境的带来了很多风险，增加水体的化学需氧量（COD），妨碍了光进入水体并影响和威胁水生态系统的生存。到现在为止，各种物理和化学方法来用于除去水中染料分子，例如过滤、离子交换、吸附、光催化、生物降解、电解等，其中吸附是一种高度有效的技术，归因于其简单设计，易于操作和对一些有毒物质的不敏感性、高效率、容易恢复和可重复使用的吸附剂。

木质素磺酸盐作为一种表面活性剂，经木浆与二氯化硫水溶液和亚硫酸盐反应得到，是制浆造纸蒸煮阶段所产生的副产物，而大部分黑液主要被焚烧，为纸浆厂提供能源，造成木质素资源的浪费。随着可持续发展理念以及绿色化学概念的提出，将其转化为高附价值化学品的相关研究越来越多。但由于其结构复杂、化学官能团含量较少等特点，使其对染料的吸附能力有限，因此需要对其进行适当的化学改性，以提高吸附能力。目前，改性主要是通过对木质素侧链和芳香基团进行磺化、胺化、氧化、接枝共聚、缩聚等反应，对木质素分子结构进行修饰，如增加如氨基、磺酸基等具有络合性能的官能团含量，从而达到提高吸附能力的目的。但是木质素磺酸盐本身吸附染料能力较弱，而且水溶性很好，难于分离，且对木质素磺酸盐的改性研究较少。虽然已报道的木质素磺酸盐及改性物对提高了对染料分子的吸附能力，但总体吸附量相对较低，由于其可溶性，吸附有机染料后很难分离。

本发明针对应用技术的不足，当前将木质素磺酸盐氨基化改性，然后引入具有三维结构的水溶性超支化聚酰胺，通过带有端环氧基团的聚乙二醇二缩水甘油醚进行反相原位交联，构建丰富胺基及多级孔结构的三维网络吸附剂，用于废水中染料的吸附处理。本发明符合绿色、可持续发展理念。

发明内容

本发明为了解决上述现有技术中存在的缺陷和不足，提供了一种原料为制浆造纸所产生的废物，实现了废物的绿色应用，该吸附剂对有机染料有很好的去除能力，最关键的是其易于与水及染料分离，从而实现回收和循环使用的反相悬浮交联聚合胺化木质素磺酸盐吸附剂及制备方法和应用。

本发明的技术方案是: 一种反向悬浮交联聚合胺化木质素磺酸盐吸附剂，各组分的含量按照质量百分比计算为:

水相：

胺化木质素磺酸盐: 20.25%~43.25%；

超支化聚酰胺: 17.30%~29.49%；

聚乙二醇二缩水甘油醚（PEGDGE）: 34.65%~55.43%；

去离子水（占总比）： 57.40%~85.87%；

油相：

石油醚或环己烷；

其中胺化木质素磺酸盐和超支化聚酰胺为吸附剂主体，聚乙二醇二缩水甘油醚为交联剂，环己烷或石油醚为溶剂，水相与油相的体积比为1:8-1:10，通过反相悬浮交联聚合胺化改性木质素磺酸盐得到吸附剂。

优选地，所述的胺化木质素磺酸盐以木质素磺酸钠或者木质素磺酸钙为原料，与多元胺及甲醛经Mannich反应制得。胺化程度可通过木质素磺酸盐与多元胺、甲醛的比例控制。

优选地，所述的木质素磺酸盐为木质素磺酸钠，最佳分子量为5000道尔顿。