一種木質素磺酸鹽磁性顆粒的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于精細化工領域，具體涉及一種木質素磺酸鹽磁性顆粒的制備方法。通過增大木質素磺酸鹽的分子量可以制得不溶于水的木質素磺酸鹽，然后將納米Fe3O4包埋進木質素磺酸鹽的網(wǎng)狀結構中即可制備出不溶于水的木質素磺酸鹽磁性顆粒，這種磁性顆?？梢岳么艌鍪占?，故其用于重金屬廢水處理有利于木質素磺酸鹽的回收，可避免大量木質素磺酸鹽滯留水體造成二次污染；此外，木質素磺酸鹽磁性顆粒也可作為離子交換劑用于離子交換和某些生化物質的提取分離，比如氨基酸、蛋白質、抗生素等。
【專利說明】一種木質素磺酸鹽磁性顆粒的制備方法

【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于精細化工領域，具體涉及一種木質素磺酸鹽磁性顆粒的制備方法。

【背景技術】
[0002]木質素磺酸鹽是亞硫酸鹽制漿工藝的主要副產物，它是一種高分子網(wǎng)狀聚合物，文獻報道表明木質素磺酸鹽對重金屬離子具有較好的吸附能力，有望作為一種廉價的重金屬廢水處理劑；高分子磁性顆粒復合物是一類具有磁性的復合材料，故可以利用磁場收集。通過增大木質素磺酸鹽的分子量可以制得不溶于水的木質素磺酸鹽，然后將納米Fe304包埋進木質素磺酸鹽的網(wǎng)狀結構中即可制備出不溶于水的木質素磺酸鹽磁性顆粒，這種顆粒研磨后經超聲分散可制得平均粒徑為400nm左右的木質素磺酸鹽微小磁性顆粒。木質素磺酸鹽磁性顆粒用于重金屬廢水處理有利于木質素磺酸鹽的回收，可避免大量木質素磺酸鹽滯留水體造成二次污染；此外，木質素磺酸鹽磁性顆粒也可作為離子交換劑用于離子交換和某些生化物質的提取分離，比如氨基酸、蛋白質、抗生素等。


【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種木質素磺酸鹽磁性顆粒的制備方法。
[0004]本發(fā)明采用的技術方案:一種木質素磺酸鹽磁性顆粒的制備方法，包括如下順序的步驟:
(1)取一定量的木質素磺酸鹽或者其改性物加入去離子水溶解，然后往濾液中加入酸、無機鹽，使木質素磺酸鹽或者其改性物沉淀，過濾，得到濾餅；
(2)將步驟(1)中得到的濾餅在80°C_220°C溫度下烘烤后，取出濾餅磨碎；
(3 )將步驟(2 )中磨碎的濾餅加入堿性水溶液，攪拌水解后，離心或過濾，將所得固體用去離子水洗滌至中性。
[0005](4)將步驟(3)得到的固體加入一定質量的水，超聲分散一定時間后加入一定質量的納米Fe304，然后繼續(xù)超聲分散一定時間。
[0006](5)將步驟(4)中得到的混合液在一定溫度下減壓干燥，將得到的固體研磨后即可得到不溶于水的木質素磺酸鹽磁性顆粒。
[0007]更具體地說，所述原料木質素磺酸鹽是亞硫酸鹽制漿工藝副產物或者由其他木質素經磺化后制備的木質素磺酸鹽；所述木質素磺酸鹽改性物是木質素磺酸鹽經磺化、氧化、硝化改性方法中的一種或數(shù)種改性方法聯(lián)用所得的改性產物。
[0008]步驟(1)中所述的酸是常溫下能溶解于水的硫酸、硝酸、磷酸中的一種，加入酸的量為使溶液中酸的含量達到2-35 wt% ;步驟(1)中所述的無機鹽是硫酸鈉、硫酸銨、氯化鈉中的一種。
[0009]步驟(3)中所述的堿性水溶液是氫氧化鈉、氫氧化鉀制備而成的溶液中的一種，磨碎的濾餅中加入的堿性水溶液中堿的含量為0.01-10 wt%o
[0010]步驟(4)中固體和水的質量比為1:100-500，所加入的納米Fe304的粒徑為l-100nm，與固體的質量比為1:100_500。
[0011]步驟(5)中減壓干燥的溫度為20-60°C。
[0012]本發(fā)明方法簡單易行，所得木質素磺酸鹽磁性顆粒的吸水倍率可達5-20倍，其次，所得木質素磺酸鹽磁性顆粒在水溶液中經超聲分散后可得清澈透明的木質素磺酸鹽微小磁性顆粒溶液，在磁場作用下溶液中的磁性顆粒會聚集析出。(如附圖1所示)溶液中微小凝膠的平均粒徑374nm。因此，本發(fā)明制備的磁性顆粒經超聲分散后具有更大的比表面積，具有更大的吸附容量，有利于重金屬離子的吸附和生化物質的分離。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是本發(fā)明實施例1制備的木質素磺酸鈉磁性顆粒經超聲分散后得到的木質素磺酸鹽微小磁性顆粒澄清溶液(a)和在磁場作用下木質素磺酸鹽微小磁性顆粒聚集析出(b)。

【具體實施方式】
[0014]下面以實施例對本發(fā)明作進一步詳細的描述。
[0015]實施例1:
將2克木質素磺酸鈉溶解于50克去離子水，抽濾后往濾液中加入10克硫酸，18克氯化鈉，抽濾后將濾餅置于烘箱中，在135° C下干燥1.5小時，取出干燥物在碾缽中磨碎，將磨碎的木質素磺酸鈉與50克去離子水混合并加入2克氫氧化鈉，磁力攪拌30分鐘，將混合液在4000轉下離心，傾去上層液體，加入等量去離子水與沉降下來的固體混合均勻，然后離心，如此反復，直至沉降物懸浮液為中性，將此中性沉降物懸浮液離心后傾去上層液體，將余下固體轉至圓底燒瓶中加入50克去離子水，超聲分散1.5小時，加入平均粒徑為20nm的Fe304 0.015克，超聲分散1小時后35°C下真空干燥，然后將干燥的固體研磨即得木質素磺酸鈉磁性顆粒，將此顆粒超聲分散在水中即可得澄清磁性顆粒溶液，在磁場下顆粒聚聚析出。(如說明書附圖1所示)
實施例2:
將2克經磺化改性的木質素磺酸鈉溶解于50克去離子水，抽濾后往濾液中加入9克硝酸，10克硫酸鈉，抽濾后將濾餅置于烘箱中，在145° C下干燥1小時，取出干燥物在碾缽中磨碎，將磨碎的木質素磺酸鈉與50克去離子水混合并加入2.8克氫氧化鉀，磁力攪拌30分鐘，將混合液在4000轉下離心，傾去上層液體，加入等量去離子水與沉降下來的固體混合均勻，然后離心，如此反復，直至沉降物懸浮液為中性，將此中性沉降物懸浮液離心后傾去上層液體，將余下固體轉至圓底燒瓶中加入40克去離子水，超聲分散2小時，加入平均粒徑為20nm的Fe304 0.01克，超聲分散1小時后40°C下真空干燥，然后將干燥的固體研磨即得木質素磺酸鈉磁性顆粒。
[0016]實施例3:
將4克經過氧化氫氧化改性的木質素磺酸鈉溶解于80克去離子水，抽濾后往濾液中加入18克硫酸，29克氯化鈉，抽濾后將濾餅置于烘箱中，在125° C下干燥2小時，取出干燥物在碾缽中磨碎，將磨碎的木質素磺酸鈉與50克去離子水混合并加入2.5克氫氧化鈉，磁力攪拌30分鐘，將混合液在4000轉下離心，傾去上層液體，加入等量去離子水與沉降下來的固體混合均勻，然后離心，如此反復，直至沉降物懸浮液為中性，將此中性沉降物懸浮液離心后傾去上層液體，將余下固體轉至圓底燒瓶中加入80克去離子水，超聲分散1.小時，加入平均粒徑為lOOnm的Fe304 0.02克，超聲分散1.5小時后60°C下真空干燥，然后將干燥的固體研磨即得木質素磺酸鈉磁性顆粒。
[0017]實施例4:
將2克經硝化改性的木質素磺酸鈉溶解于50克去離子水，抽濾后往濾液中加入14克磷酸，28克硫酸氨，抽濾后將濾餅置于烘箱中，在175° C下干燥1小時，取出干燥物在碾缽中磨碎，將磨碎的木質素磺酸鈉與50克去離子水混合并加入3克氫氧化鉀，磁力攪拌30分鐘，將混合液在4000轉下離心，傾去上層液體，加入等量去離子水與沉降下來的固體混合均勻，然后離心，如此反復，直至沉降物懸浮液為中性，將此中性沉降物懸浮液離心后傾去上層液體，將余下固體轉至圓底燒瓶中加入50克去離子水，超聲分散2小時，加入平均粒徑為20nm的Fe304 0.025克，超聲分散1小時后50°C下真空干燥，然后將干燥的固體研磨即得木質素磺酸鈉磁性顆粒。
【權利要求】
1.一種木質素磺酸鹽磁性顆粒的制備方法，其特征是利用木質素磺酸鹽或者其改性物經過處理后再包埋納米Fe3O4制備木質素磺酸鹽磁性顆粒，包括以下步驟: (1)取一定量的木質素磺酸鹽或者其改性物加入去離子水溶解，然后往濾液中加入酸、無機鹽，使木質素磺酸鹽或者其改性物沉淀，過濾，得到濾餅； (2)將步驟(I)中得到的濾餅在80°C_220°C溫度下烘烤后，取出濾餅磨碎； (3 )將步驟(2 )中磨碎的濾餅加入堿性水溶液，攪拌水解后，離心或過濾，將所得固體用去離子水洗滌至中性； (4)將步驟(3)得到的固體加入一定質量的水，超聲分散一定時間后加入一定質量的納米Fe3O4，然后繼續(xù)超聲分散一定時間； (5)將步驟(4)中得到的混合液在一定溫度下減壓干燥，將得到的固體研磨后即可得到不溶于水的木質素磺酸鹽磁性顆粒。
2.根據(jù)權利要求1所述的木質素磺酸鹽磁性顆粒的制備方法，其特征在于:所述原料木質素磺酸鹽是亞硫酸鹽制漿工藝副產物或者由其他木質素經磺化后制備的木質素磺酸鹽；所述木質素磺酸鹽改性物是木質素磺酸鹽經磺化、氧化、硝化改性方法中的一種或數(shù)種改性方法聯(lián)用所得的改性產物。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的木質素磺酸鹽磁性顆粒的制備方法，其特征在于:步驟(I)中所述的酸是常溫下能溶解于水的硫酸、硝酸、磷酸中的一種，加入酸的量為使溶液中酸的含量達到2-35 wt% ;步驟(I)中所述的無機鹽是硫酸鈉、硫酸錢、氯化鈉中的一種，加入無機鹽的量為該溫度下使溶液達到飽和濃度的量。
4.根據(jù)權利要求1或2所述的木質素磺酸鹽磁性顆粒的制備方法，其特征在于:步驟(3 )中所述的堿性水溶液是氫氧化鈉、氫氧化鉀制備而成的溶液中的一種，磨碎的濾餅中加入的堿性水溶液中堿的含量為0.01-10 wt%o
5.根據(jù)權利要求1或2所述的木質素磺酸鹽磁性顆粒的制備方法，其特征在于:步驟(4)中固體和水的質量比為1:100-500，所加入的納米Fe3O4的粒徑為1-lOOnm，與固體的質量比為 1: 100-500。
6.根據(jù)權利要求1或2所述的木質素磺酸鹽磁性顆粒的制備方法，其特征在于:步驟(5)中減壓干燥的溫度為20-60°C。
【文檔編號】C08J3/12GK104448354SQ201410760939
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月13日 優(yōu)先權日:2014年12月13日
【發(fā)明者】向育軍, 陳麗娟 申請人:湖南科技大學