申請(qǐng)日2016.05.19
公開(公告)日2016.07.27
IPC分類號(hào)D01F6/36; D06M11/28; C08F220/06; C08F220/28; B01J35/06; B01J31/06; B01J31/22; D01D13/00; D06M101/26
摘要
本發(fā)明公開了纖維制造技術(shù)領(lǐng)域的可催化氧化劑快速高效氧化分解多種染料纖維的制造方法,所得纖維可用于染料廢水處理,該制造方法首先采用沉淀聚合法合成含特殊官能團(tuán)的聚合物,隨后以可溶性堿水溶液為溶劑、無機(jī)酸水溶液為凝固介質(zhì),采用濕法紡絲技術(shù)紡制纖維,洗滌、干燥后,在可溶性亞鐵鹽水溶液中,纖維富含的羧酸基、羥基與亞鐵離子之間發(fā)生絡(luò)合作用,制得絡(luò)合物纖維,纖維具備了催化氧化劑氧化分解染料的特性。所得纖維與現(xiàn)有粉末狀或顆粒狀Fenton反應(yīng)催化劑相比,除具有可重復(fù)使用、處理效率高、染料去除率高、應(yīng)用成本低等優(yōu)點(diǎn)外,還具有可非織造或紡織加工、整體性好、使用方便、易回收等優(yōu)點(diǎn),因此,更加滿足工業(yè)實(shí)用性要求。
權(quán)利要求書
1.一種染料廢水處理用纖維的制造方法,其特征在于工藝過程如下:
(1)沉淀聚合工藝:稱取一定質(zhì)量的單體1,將其置于適宜的燒杯中,稱取單體2,使其與單體1的質(zhì)量之比為1∶9~9∶1,將單體2加入上述燒杯中,稱取占單體1和單體2總質(zhì)量0.2~2%的引發(fā)劑,并將其加入到上述燒杯中,攪拌直至引發(fā)劑完全溶解于單體中,停止攪拌;稱取去離子水,使其質(zhì)量與單體1和單體2總質(zhì)量之比為1∶2~1∶0.5,將其加入到上述燒杯中,攪拌使其混合均勻,隨后將單體、引發(fā)劑和去離子水形成的混合體系移至聚合釜中,開啟攪拌,通入氮?dú)庖耘艃艟酆细袣埩舻目諝,將聚合釜升溫?0~95℃,并開始計(jì)時(shí),反應(yīng)1~4h后,取出膠狀產(chǎn)物,用去離子水洗滌一次以上,除去未反應(yīng)的單體以及低聚物,以防聚合產(chǎn)物著色,于真空干燥機(jī)中40~80℃條件下干燥48~96h后,于高速粉碎機(jī)中充分粉碎,制得淡黃色粉末狀聚合物;
所述單體1為丙烯酸、甲基丙烯酸、順丁烯二酸酐中的一種,所述單體2為甲基丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸羥丙酯中的一種;
(2)濕法紡絲工藝:量取一定體積的去離子水,將其置于凝固浴中,量取一定體積的無機(jī)酸,使無機(jī)酸與去離子水的體積之比為0.2∶9.8~9.8∶0.2,將其緩慢、小心地倒入上述凝固浴中,攪拌使其混合均勻,自然冷卻至室溫,即為凝固介質(zhì);稱取一定質(zhì)量去離子水,將其置于適宜的燒杯中,稱取一定質(zhì)量可溶性堿,使可溶性堿與去離子水的質(zhì)量之比為0.5∶9.5~9.5∶0.5,將其加入到上述去離子水中,攪拌至可溶性堿完全溶解,即為溶劑;稱取一定質(zhì)量步驟(1)中制得的聚合物粉末,使聚合物與上述溶劑的質(zhì)量之比為0.1∶10~3∶10,將其加入到上述溶劑中,在40~80℃條件下磁力攪拌直至形成均勻溶液,即為紡絲液,待溫度降至室溫后,將紡絲液倒入濕法紡絲用盛液器中,隨后將盛液器置于真空干燥機(jī)中在40℃以及-0.09MPa條件下脫泡,時(shí)間為30min;將聚四氟乙烯噴絲組件浸沒于凝固浴液中,利用蠕動(dòng)泵將上述盛液器中的紡絲液以0.1~1.0ml/min的速度輸送到聚四氟乙烯噴絲板中,紡絲液經(jīng)噴絲板上的噴絲孔進(jìn)入到凝固浴,待凝固浴中的溶液細(xì)流凝固成絲后,收絲,即可獲得附著有無機(jī)酸鹽的纖維;
(3)洗滌、干燥工藝:稱取一定質(zhì)量去離子水,將其置于洗滌槽中,稱取一定質(zhì)量步驟(2)中制得的纖維,使纖維與去離子水的質(zhì)量之比為0.1∶100~10∶100,將其放入到上述洗滌槽中洗滌,將洗滌后的纖維置于鼓風(fēng)干燥箱中于10~40℃條件下干燥24~96h,獲得初生纖維;
(4)絡(luò)合工藝:稱取一定質(zhì)量的去離子水,將其置于適宜燒杯中,稱取一定質(zhì)量的可溶性亞鐵鹽,使去離子水與亞鐵鹽的質(zhì)量比為0.5∶9.5~9.5∶0.5,將其加入到上述去離子水中,攪拌至可溶性亞鐵鹽完全溶解,即為亞鐵鹽水溶液,并將其置于處理槽中;稱取一定質(zhì)量的纖維,使纖維與上述亞鐵鹽水溶液質(zhì)量之比為1∶100~1∶10,并將纖維放入處理槽中,浸沒于亞鐵鹽水溶液中,將處理槽溫度升高至10~90℃,開始計(jì)時(shí),纖維與鐵離子進(jìn)行絡(luò)合,絡(luò)合時(shí)間為1~300min,達(dá)絡(luò)合時(shí)間后,將纖維立即從處理槽中取出,并置于真空干燥箱中,在20~50℃條件下干燥1~3h,制得可催化氧化劑快速高效氧化分解多種染料的絡(luò)合物纖維。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種染料廢水處理用纖維的制造方法,其特征在于所述的引發(fā)劑為過氧化苯甲酰、偶氮二異丁腈、異丙苯過氧化氫、叔丁基過氧化氫、過氧化二異丙苯、過氧化二叔丁基中的一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種染料廢水處理用纖維的制造方法,其特征在于所述的無機(jī)酸為硫酸、硝酸、鹽酸、磷酸中的一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種染料廢水處理用纖維的制造方法,其特征在于所述的可溶性堿為氫氧化鈉、氫氧化鋰、氫氧化鉀、氫氧化鋇中的一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種染料廢水處理用纖維的制造方法,其特征在于所述的可溶性亞鐵鹽為氯化亞鐵、硫酸亞鐵、硝酸亞鐵中的一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1~5中任一項(xiàng)所述的一種染料廢水處理用纖維的制造方法,其特征在于所述的單體1為丙烯酸,所述的單體2為甲基丙烯酸羥乙酯,所述的引發(fā)劑為過氧化苯甲酰,所述的無機(jī)酸為硫酸,所述的可溶性堿為氫氧化鈉,所述的可溶性亞鐵鹽為氯化亞鐵。
說明書
一種染料廢水處理用纖維的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種纖維的制造技術(shù),具體為一種可催化氧化劑快速高效氧化分解多種染料纖維的制造方法,該制造方法利用了沉淀聚合、濕法紡絲以及絡(luò)合鐵離子等技術(shù),所得纖維可用于染料廢水處理。
背景技術(shù)
水是人類及一切生物賴以生存的重要物質(zhì),是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展和環(huán)境改善過程中不可替代的寶貴資源。眾所周知,我們地球上淡水資源有限,由于人口增長(zhǎng)速度過快,水資源短缺問題日益突出,并逐漸成為制約經(jīng)濟(jì)發(fā)展、影響人們生活的主要問題之一。近年來,由于經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的緣故,工業(yè)廢水污染日趨嚴(yán)重,造成水資源水質(zhì)惡化。全世界染料工業(yè)每年大約消耗和生產(chǎn)80000噸染料,其中有10000噸用于商業(yè)染料工業(yè)(GuangweiZhang,IdzumiOkajima,TakeshiSako,Decompositionanddecolorationofdyeingwastewaterbyhydrothermaloxidation,TheJournalofSupercriticalFluids,2016,112,136-142;LeeJW,ChoiSP,ThiruvenkatachariR,Evaluationoftheperformanceofadsorptionandcoagulationprocessesforthemaximumremovalofreactivedyes,DyesandPigments,2006,69(3):196-203),這些染料主要用于紡織、印染、造紙、制革、油漆等產(chǎn)業(yè),而上述產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生的廢水大概有10%-15%沒有經(jīng)過處理而直接排放,因此,染料工業(yè)排放的染料廢水已成為工業(yè)廢水的主要來源之一。在這些染料廢水中,染料成分復(fù)雜,濃度和色度較高,大多數(shù)難生物降解,而且還含有多種具有生物毒性或具有致癌、致畸和致突變的有機(jī)物,因此,染料廢水處理已變得十分迫切(JinWu,LumingMa,YunluChen,Catalyticozonationoforganicpollutantsfrombio-treateddyeingandfinishingwastewaterusingrecycledwasteironshavingsasacatalyst:Removalandpathways,WaterResearch,2016,92,140-48)。
目前,工業(yè)上普遍采用物理化學(xué)(如吸附、絮凝)和生物等方法處理染料等有機(jī)污染物(孫賽楠,于飛,劉凡,韓生,馬杰,石墨烯及其復(fù)合材料對(duì)水中有機(jī)物和重金屬的吸附研究,現(xiàn)代化工,2015,35(11):32-36;邱并生,脫水污泥中脫色偶氮染料功能菌,微生物學(xué)通報(bào),2016,43(2):465-466)。物理化學(xué)方法具有設(shè)備簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn),但此類方法通常僅是將染料等有機(jī)物從液相轉(zhuǎn)移到固相(如活性碳吸附),并沒有完全消除有機(jī)污染物,而且會(huì)帶來大量的固體廢棄物和再生廢水,因此,在去除效果和二次污染等方面均存在一定的缺陷(馬留可,詹福如,活性炭對(duì)水中亞甲基藍(lán)的吸附性能研究,化學(xué)工程,2016,44(1):28-32;阮超,周文婷,林怡汝,胡善爽,泥質(zhì)活性炭在污水處理中的應(yīng)用,再生資源與循環(huán)經(jīng)濟(jì),2016,9(1):31-33)。生物法具有運(yùn)行費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn),但存在處理周期長(zhǎng)、設(shè)備占用面積大,染料等有機(jī)污染物對(duì)生物的毒性作用會(huì)引起去除效果不佳等問題,在厭氧的條件下還可能生成致癌的芳香胺類化合物(HumaHayat,QaisarMahmood,ArshidPervez,Comparativedecolorizationofdyesintextilewastewaterusingbiologicalandchemicaltreatment,SeparationandPurificationTechnology,2015,154,149-153),因此,生物法應(yīng)用受到了限制。催化分解法能夠彌補(bǔ)上述物理化學(xué)、生物法所存在的缺陷,是目前處理染料廢水比較理想的方法之一,因此,研制和開發(fā)新型可催化分解染料的材料在治理染料廢水污染方面具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
目前,已出現(xiàn)可催化分解染料的材料,例如,①高活性二氧化鈦基光催化材料,但二氧化鈦光響應(yīng)范圍較窄,只能吸收太陽光中的紫外光,同時(shí)其量子效率偏低,阻礙了其實(shí)際應(yīng)用和商業(yè)化發(fā)展(向全軍,二氧化鈦基光催化材料的微結(jié)構(gòu)調(diào)控與性能增強(qiáng),2012,武漢理工大學(xué)博士學(xué)位論文;AlexandruR.Biris,DanaToloman,AdrianaPopa,SynthesisofTunablecore-shellnanostructuresbasedonTiO2-graphenearchitecturesandtheirapplicationinthephotodegradationofrhodaminedyes,PhysicaE:Low-dimensionalSystemsandNanostructures,2016,81,326-333);②氧化鋅、石墨烯、二氧化鈦三元復(fù)合納米催化劑,這種催化劑具有良好的可見光催化活性,能高效處理染料廢水,但制作復(fù)雜,容易失活,且分離和回收困難,因此應(yīng)用受到限制(PrawitNuengmatcha,SaksitChanthai,RatanaMahachai,Visiblelight-drivenphotocatalyticdegradationofrhodamineBandindustrialdyes(texbriteBAC-LandtexbriteNFW-L)byZnO-graphene-TiO2composite,JournalofEnvironmentalChemicalEngineering,2016,4(2):2170-2177);③載銀氧化鋅微納米球,作為光催化劑,在分解某些染料時(shí)具有很好的光催化活性,但其量子產(chǎn)率低,極大地降低了光催化效率,因此,其應(yīng)用受到限制(張振飛,劉海瑞,張華,劉旭光等,ZnO/Ag微米球的合成與光催化性能,高等學(xué);瘜W(xué)學(xué)報(bào),2013,34(12):2827-2833);④三氧化鎢光催化材料,這種材料表現(xiàn)出較高的催化活性和目標(biāo)產(chǎn)物的選擇性,但活性鎢組分容易從載體上脫落,不能重復(fù)使用,因此,其應(yīng)用受到限制(祝全敬,新型含鎢納米材料的合成及其在綠色選擇氧化反應(yīng)中的應(yīng)用研究,復(fù)旦大學(xué)博士學(xué)位論文,2013;MariaHepel,SandraHazelton,PhotoelectrocatalyticdegradationofdiazodyesonnanostructuredWO3electrodes,ElectrochimicaActa,2005,5278-5291);⑤Fenton反應(yīng)催化劑,其實(shí)質(zhì)是H2O2、O3等氧化劑在Fe2+的催化作用下生成具有高反應(yīng)活性的羥基自由基(·OH),·OH可與大多數(shù)有機(jī)物作用使其降解,(王帥軍,趙朝成,劉其友,張勇,F(xiàn)e-Ce/ZSM-5類Fenton催化劑降解甲基橙廢水的影響因素研究,石油煉制與化工,2016,47(1):17-21;HaiyanSong,ChunxiaChen,HanZhang,JieHuang,RapiddecolorizationofdyesinheterogeneousFenton-likeoxidationcatalyzedbyFe-incorporatedTi-HMSmolecularsieves,JournalofEnvironmentalChemicalEngineering,2016,4(1):460-467;SergiGarcia-Segura,EnricBrillas,Combustionoftextilemonoazo,diazoandtriazodyesbysolarphotoelectro-Fenton:Decolorization,kineticsanddegradationroutes,AppliedCatalysisB:Environmental,2016,181,681-691;LieWang,YuyuanYao’,ZhanhaoZhang,LijieSun,ActivatedcarbonfibersasanexcellentpartnerofFentoncatalystfordyesdecolorizationbycombinationofadsorptionandoxidation,ChemicalEngineeringJournal,2014,251,348-354),F(xiàn)enton反應(yīng)催化劑與上述其他催化材料相比,具有反應(yīng)時(shí)間短、催化速度快、催化效率高、反應(yīng)過程易于控制、能氧化分解多種染料,在處理難降解染料等有機(jī)污染物時(shí)具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì),是一種很有應(yīng)用前景的染料廢水處理材料。盡管如此,目前制得的Fenton反應(yīng)催化劑多為粉末狀或顆粒狀,形態(tài)單一,使用后難以與水直接分離,需借助過濾或離心等手段,極大地增加了應(yīng)用成本,其應(yīng)用受到了限制,因此,研究和開發(fā)纖維狀Fenton反應(yīng)催化劑在催化氧化劑氧化分解染料,進(jìn)而治理染料廢水方面具有重要實(shí)際意義。
在上述技術(shù)背景下,本發(fā)明旨在以常規(guī)可溶性亞鐵鹽為絡(luò)合對(duì)象,新型聚合物為成纖基質(zhì),采用濕法紡絲和絡(luò)合工藝制備用后可直接與水分離的纖維狀Fenton反應(yīng)催化劑,以拓展Fenton反應(yīng)催化劑在染料廢水治理領(lǐng)域的應(yīng)用。含羧酸基聚合物,如聚丙烯酸(PAA),具有無毒、可絡(luò)合金屬離子等特點(diǎn),但采用溶液聚合法合成PAA時(shí),AA單體極易爆聚,且由于凝固困難等問題,難以直接將PAA通過濕法紡絲技術(shù)紡制成纖維。含羥基甲基丙烯酸酯單體,如甲基丙烯酸羥乙酯(HEMA),分子內(nèi)兼有可聚合乙烯基和活性羥基,是一種親水性功能單體,其與含羧酸基單體(如丙烯酸)共聚可制得側(cè)鏈含有活性羥基和羧酸基的共聚物,共聚物不僅具有優(yōu)異的絡(luò)合金屬離子功能,而且與常規(guī)含羧酸基聚合物如PAA相比,溶液紡絲時(shí),易于凝固,紡絲可紡性得到了有效改善。以水為反應(yīng)介質(zhì)的沉淀聚合,污染小、易實(shí)施,為常用合成聚合物的方法,為含羥基甲基丙烯酸酯-含羧酸基單體共聚物的制備提供了便利。含羥基甲基丙烯酸酯-含羧酸基單體共聚物可溶于可溶性堿水溶液,該共聚物與可溶性堿水溶液組成的溶液體系可在無機(jī)酸水溶液中快速凝固,故可采用濕法紡絲法將共聚物紡制成纖維。濕法紡絲成形的纖維中存在發(fā)達(dá)的微孔結(jié)構(gòu),為纖維比表面積的提高創(chuàng)造了便利,而隨后的洗滌工藝則可除去纖維表面附著的無機(jī)酸鹽,極大地提高了纖維的絡(luò)合能力,經(jīng)適度干燥即可獲得兼具大比表面積和絡(luò)合金屬離子功能的纖維。在可溶性亞鐵鹽水溶液中,纖維富含的羧酸基、羥基與亞鐵離子之間發(fā)生絡(luò)合作用,使亞鐵離子牢固地結(jié)合于纖維表面及內(nèi)部,制得絡(luò)合物纖維,纖維具備了催化氧化劑氧化分解染料的特性。將上述絡(luò)合物纖維引入染料廢水體系,并引入氧化劑,如H2O2、O3等,染料分解結(jié)束后,直接將纖維從水體中取出,此時(shí)的纖維富含氧化鐵,在紫外光照射下,氧化鐵中的三價(jià)鐵與水中氫氧根離子的復(fù)合離子可以直接產(chǎn)生羥基自由基和二價(jià)鐵離子,二價(jià)鐵離子可與H2O2、O3等進(jìn)一步反應(yīng)生成羥基自由基,即可光催化分解廢水中的染料,此時(shí)的纖維也可繼續(xù)絡(luò)合亞鐵離子,由此進(jìn)行多次使用;此外,染料分解結(jié)束后,水體會(huì)出現(xiàn)泛黃現(xiàn)象,這是亞鐵離子氧化生成鐵離子所致,經(jīng)含羥基甲基丙烯酸酯-含羧酸基單體共聚物纖維進(jìn)一步絡(luò)合,可使水體變得澄清,絡(luò)合后的纖維可作為類Fenton反應(yīng)催化劑繼續(xù)在染料廢水處理中發(fā)揮作用,由此可見,與粉末狀或顆粒狀Fenton反應(yīng)催化劑相比,本發(fā)明設(shè)計(jì)的絡(luò)合物纖維可多次循環(huán)使用,具有極佳的可重復(fù)使用性,還可紡織或非織造加工制成多種形態(tài)產(chǎn)品,進(jìn)而滿足不同應(yīng)用領(lǐng)域?qū)Ξa(chǎn)品形態(tài)的要求。
發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足,本發(fā)明擬解決的技術(shù)問題是,提供一種可催化氧化劑快速高效氧化分解多種染料纖維的制造方法。該制造方法首先采用沉淀聚合法合成含特殊官能團(tuán)的聚合物,隨后以可溶性堿水溶液為溶劑、無機(jī)酸水溶液為凝固介質(zhì),采用濕法紡絲技術(shù)將所合成聚合物紡制成纖維,再經(jīng)洗滌、干燥等工藝獲得兼具大比表面積和絡(luò)合金屬離子功能的纖維材料,最后,在可溶性亞鐵鹽水溶液中,纖維富含的羧酸基、羥基與亞鐵離子之間發(fā)生絡(luò)合作用,使亞鐵離子牢固地結(jié)合于纖維表面及內(nèi)部,制得絡(luò)合物纖維,纖維具備了催化氧化劑氧化分解染料的特性。所得纖維與現(xiàn)有粉末狀或顆粒狀Fenton反應(yīng)催化劑相比,除具有可重復(fù)使用、處理效率高、染料去除率高、應(yīng)用成本低等優(yōu)點(diǎn)外,還具有可非織造或紡織加工、整體性好、使用方便、易回收等優(yōu)點(diǎn),因此,更加滿足工業(yè)實(shí)用性要求。
本發(fā)明解決所述技術(shù)問題的技術(shù)方案是:設(shè)計(jì)一種可催化氧化劑快速高效氧化分解多種染料纖維的制造方法,其工藝過程如下:
(1)沉淀聚合工藝:稱取一定質(zhì)量的單體1,將其置于適宜的燒杯中,稱取單體2,使其與單體1的質(zhì)量之比為1∶9~9∶1,將單體2加入上述燒杯中,稱取占單體1和單體2總質(zhì)量0.2~2%的引發(fā)劑,并將其加入到上述燒杯中,攪拌直至引發(fā)劑完全溶解于單體中,停止攪拌;稱取去離子水,使其質(zhì)量與單體1和單體2總質(zhì)量之比為1∶2~1∶0.5,將其加入到上述燒杯中,攪拌使其混合均勻,隨后將單體、引發(fā)劑和去離子水形成的混合體系移至聚合釜中,開啟攪拌,通入氮?dú)庖耘艃艟酆细袣埩舻目諝猓瑢⒕酆细郎刂?0~95℃,并開始計(jì)時(shí),反應(yīng)1~4h后,取出膠狀產(chǎn)物,用去離子水洗滌一次以上,除去未反應(yīng)的單體以及低聚物,以防聚合產(chǎn)物著色,于真空干燥機(jī)中40~80℃條件下干燥48~96h后,于高速粉碎機(jī)中充分粉碎,制得淡黃色粉末狀聚合物;
所述單體1為丙烯酸、甲基丙烯酸、順丁烯二酸酐中的一種;
所述單體2為甲基丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸羥丙酯中的一種;
所述引發(fā)劑為過氧化苯甲酰、偶氮二異丁腈、異丙苯過氧化氫、叔丁基過氧化氫、過氧化二異丙苯、過氧化二叔丁基中的一種;
(2)濕法紡絲工藝:量取一定體積的去離子水,將其置于凝固浴中,量取一定體積的無機(jī)酸,使無機(jī)酸與去離子水的體積之比為0.2∶9.8~9.8∶0.2,將其緩慢、小心地倒入上述凝固浴中,攪拌使其混合均勻,自然冷卻至室溫,即為凝固介質(zhì);稱取一定質(zhì)量去離子水,將其置于適宜的燒杯中,稱取一定質(zhì)量可溶性堿,使可溶性堿與去離子水的質(zhì)量之比為0.5∶9.5~9.5∶0.5,將其加入到上述去離子水中,攪拌至可溶性堿完全溶解,即為溶劑;稱取一定質(zhì)量步驟(1)中制得的聚合物粉末,使聚合物與上述溶劑的質(zhì)量之比為0.1∶10~3∶10,將其加入到上述溶劑中,在40~80℃條件下磁力攪拌直至形成均勻溶液,即為紡絲液,待溫度降至室溫后,將紡絲液倒入濕法紡絲用盛液器中,隨后將盛液器置于真空干燥機(jī)中在40℃以及-0.09MPa條件下脫泡,時(shí)間為30min;將聚四氟乙烯噴絲組件浸沒于凝固浴液中,利用蠕動(dòng)泵將上述盛液器中的紡絲液以0.1~1.0ml/min的速度輸送到聚四氟乙烯噴絲板中,紡絲液經(jīng)噴絲板上的噴絲孔進(jìn)入到凝固浴,待凝固浴中的溶液細(xì)流凝固成絲后,收絲,即可獲得附著有無機(jī)酸鹽的纖維;
所述無機(jī)酸為硫酸、硝酸、鹽酸、磷酸中的一種;
所述可溶性堿為氫氧化鈉、氫氧化鋰、氫氧化鉀、氫氧化鋇中的一種;
(3)洗滌、干燥工藝:稱取一定質(zhì)量去離子水,將其置于洗滌槽中,稱取一定質(zhì)量步驟(2)中制得的纖維,使纖維與去離子水的質(zhì)量之比為0.1∶100~10∶100,將其放入到上述洗滌槽中洗滌,將洗滌后的纖維置于鼓風(fēng)干燥箱中于10~40℃條件下干燥24~96h,獲得初生纖維;
(4)絡(luò)合工藝:稱取一定質(zhì)量的去離子水,將其置于適宜燒杯中,稱取一定質(zhì)量的可溶性亞鐵鹽,使去離子水與亞鐵鹽的質(zhì)量比為0.5∶9.5~9.5∶0.5,將其加入到上述去離子水中,攪拌至可溶性亞鐵鹽完全溶解,即為亞鐵鹽水溶液,并將其置于處理槽中;稱取一定質(zhì)量的纖維,使纖維與上述亞鐵鹽水溶液質(zhì)量之比為1∶100~1∶10,并將纖維放入處理槽中,浸沒于亞鐵鹽水溶液中,將處理槽溫度升高至10~90℃,開始計(jì)時(shí),纖維與鐵離子進(jìn)行絡(luò)合,絡(luò)合時(shí)間為1~300min,達(dá)絡(luò)合時(shí)間后,將纖維立即從處理槽中取出,并置于真空干燥箱中,在20~50℃條件下干燥1~3h,制得可催化氧化劑快速高效氧化分解多種染料的絡(luò)合物纖維;
所述可溶性亞鐵鹽為氯化亞鐵、硫酸亞鐵、硝酸亞鐵中的一種。
與現(xiàn)有技術(shù)產(chǎn)品相比,首先,本發(fā)明所得纖維在形態(tài)上具有突出優(yōu)勢(shì),現(xiàn)有Fenton反應(yīng)催化劑多為粉末狀或顆粒狀,形態(tài)單一,在處理流動(dòng)的染料廢水時(shí),存在諸多操作不便的缺陷,難以回收,極易殘留于水中造成二次污染,本發(fā)明所得纖維可非織造或紡織加工,整體性好,在處理靜態(tài)或動(dòng)態(tài)染料廢水時(shí),可直接將其投到廢水中完成對(duì)染料的催化氧化分解,催化完成后可輕易打撈回收,而不會(huì)遺留在水中造成二次污染,使用極其方便;其次,本發(fā)明所得纖維具有大比表面積和絡(luò)合金屬離子兩大特性,大比表面積來自于濕法紡絲中所形成的疏松多孔結(jié)構(gòu),而絡(luò)合金屬離子功能則是由纖維本身所具有的眾多活性基團(tuán)導(dǎo)致的,結(jié)果使本發(fā)明所得絡(luò)合物纖維具有現(xiàn)有Fenton反應(yīng)催化劑的所有功能,顯現(xiàn)出處理效率高、染料去除率高等優(yōu)勢(shì),使用后的纖維可在紫外光照射下繼續(xù)光催化分解廢水中的染料,還可繼續(xù)絡(luò)合亞鐵離子,由此進(jìn)行多次使用,應(yīng)用成本顯著降低,應(yīng)用前景更為突出;再次,現(xiàn)有的可催化氧化劑氧化分解染料無機(jī)材料多由單一無機(jī)物或多種無機(jī)物制成,所需原料價(jià)格均較高,成型后催化材料的價(jià)格更為昂貴,而本發(fā)明所得纖維以常規(guī)無機(jī)物和有機(jī)物為原料制得,主體原料為含羧酸基單體和含羥基甲基丙烯酸酯單體,輔助原料為可溶性亞鐵鹽,且用量極少,原料成本較低,成形后纖維的價(jià)格也較低,為其規(guī)模應(yīng)用提供了便利;最后,在申請(qǐng)人檢索的范圍內(nèi),尚未見到采用本發(fā)明所述工藝制造可催化氧化劑快速高效氧化分解多種染料絡(luò)合物纖維的相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道。