申請日2017.11.09

　　公開(公告)日2018.02.02

　　IPC分類號B01J20/24; C02F1/28; B01J20/30; C02F101/20

　　摘要

　　本發(fā)明公開了一種利用木質(zhì)素制備水處理材料的方法，方法為：將木質(zhì)素配制成水溶液，經(jīng)冷凍干燥后得到木質(zhì)素氣凝膠，將得到的木質(zhì)素氣凝膠置于管式爐中于氬氣氣氛中進行熱處理，冷卻后即得到所述的水處理材料。本發(fā)明通過熱處理方法將木質(zhì)素前驅(qū)體交聯(lián)后，制備成多孔結構的木質(zhì)素基水處理材料，不僅能夠保持木質(zhì)素結構中的重要官能基團，又避免了其在水體中的擴散，促進木質(zhì)素在水處理中的應用，本發(fā)明制備方法簡單，所制備的水處理材料由于具有氣凝膠結構，同時還保留了木質(zhì)素結構中重要官能基團，因而對污染物具有較好的吸附效果。

　　權利要求書

　　1.一種利用木質(zhì)素制備水處理材料的方法，其特征在于，將木質(zhì)素配制成濃度為1~100mg/L的水溶液，經(jīng)冷凍干燥后得到木質(zhì)素氣凝膠，將得到的木質(zhì)素氣凝膠置于管式爐中于氬氣氣氛中250~500℃進行熱處理，冷卻后即得到所述的水處理材料。

　　2.根據(jù)權利要求1所述的利用木質(zhì)素制備水處理材料的方法，其特征在于，所述木質(zhì)素水溶液濃度為1~10mg/L。

　　3.根據(jù)權利要求1所述的利用木質(zhì)素制備水處理材料的方法，其特征在于，熱處理時間為1~2h。

　　4.根據(jù)權利要求1所述的利用木質(zhì)素制備水處理材料的方法，其特征在于，所述木質(zhì)素為堿木質(zhì)素。

　　說明書

　　一種利用木質(zhì)素制備水處理材料的方法

　　技術領域

　　本發(fā)明屬于水處理材料制備領域，具體涉及一種利用木質(zhì)素制備水處理材料的方法。

　　背景技術

　　水環(huán)境的治理是當今世界的重要課題，對污染物有高效的吸附能力，且價格低廉的水處理材料一直是科研工作者開發(fā)的重要目標。

　　木質(zhì)素結構中含有大量的芳香基團、烷羥基、酚羥基、羧基等官能團，能夠直接吸附部分重金屬以及有機污染物，而且木質(zhì)素在自然界中的含量豐富，其含量僅次于纖維素，目前木質(zhì)素在生產(chǎn)生活中多作為造紙業(yè)的廢棄物被丟棄，造成環(huán)境污染，因此開發(fā)木質(zhì)素的高附加值應用，不僅可以將廢棄的木質(zhì)素加以利用，減少對環(huán)境的污染，而且由于其價格便宜，來源不受限制，近年來受到廣泛關注。

　　但是，由于木質(zhì)素結構中含有羥基、羧基等水溶性基團，若是直接將其作為吸附材料吸收水體中的污染物，則難以發(fā)揮吸附效果，且會使木質(zhì)素本身分散到水體環(huán)境中，容易造成二次污染。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　針對現(xiàn)有技術存在的上述不足，本發(fā)明的目的是提供一種利用木質(zhì)素制備水處理材料的方法，解決利用木質(zhì)素吸附污染物時，木質(zhì)素易分散在水體環(huán)境中造成二次污染的問題。

　　為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案：

　　一種利用木質(zhì)素制備水處理材料的方法，方法為：將木質(zhì)素配制成濃度為1~100mg/L的水溶液，經(jīng)冷凍干燥后得到木質(zhì)素氣凝膠，將得到的木質(zhì)素氣凝膠置于管式爐中于氬氣氣氛中250~500℃進行熱處理，冷卻后即得到所述的水處理材料。其中熱處理溫度可進一步優(yōu)選為300~350℃。

　　作為優(yōu)選，所述木質(zhì)素水溶液濃度為1~10mg/L。木質(zhì)素水溶液濃度越低，氣凝膠的密度也越低，比表面積會越大，熱處理時交聯(lián)效果就越好，對污染物的吸附效果越佳，但是濃度太低則制備效率和產(chǎn)率均會下降。

　　作為優(yōu)選，熱處理時間為1~2h。

　　作為優(yōu)選，所述木質(zhì)素為堿木質(zhì)素。

　　本發(fā)明木質(zhì)素水溶液可在液氮中冷凍，也可以采用冰箱冷凍。采用液氮冷凍速度快，冰塊的生長時間短，木質(zhì)素分散在冰塊中的尺寸更小，有利于提高干燥后的木質(zhì)素氣凝膠的強度。

　　相比現(xiàn)有技術，本發(fā)明具有如下有益效果：

　　1、本發(fā)明通過熱處理將木質(zhì)素前驅(qū)體交聯(lián)后，制備成多孔結構的木質(zhì)素基水處理材料，不僅能夠保持木質(zhì)素結構中的重要官能基團，又避免了其在水體中的擴散，促進了木質(zhì)素在水處理中的應用，其中，通過冷凍干燥可提高木質(zhì)素分子間的接觸面積，因而促進了木質(zhì)素分子間熱處理的交聯(lián)效果。

　　2、本發(fā)明利用廢棄的木質(zhì)素，通過冷凍干燥和熱處理即可制備得到木質(zhì)素基水處理材料，制備方法簡單，所制備的水處理材料由于具有氣凝膠結構，同時還保留了木質(zhì)素結構中重要官能基團，因而對污染物具有較好的吸附效果。

　　3、本發(fā)明通過冷凍干燥制備得到不同密度的木質(zhì)素氣凝膠，由于不同的濃度范圍，冷凍干燥后的木質(zhì)素形貌不同，可通過調(diào)節(jié)木質(zhì)素水溶液濃度調(diào)控木質(zhì)素前驅(qū)體及交聯(lián)產(chǎn)物的形貌結構，通過調(diào)節(jié)熱處理溫度，控制所制備的水處理材料的化學成分。

　　4、本發(fā)明方法不需要使用其他交聯(lián)試劑或有機溶劑，對環(huán)境友好，而且操作簡單方便，更重要的是，通過本發(fā)明方法制備出來的交聯(lián)木質(zhì)素由于有較大的比表面積，因此對污染物吸附效果更佳。