一種多孔醋酸纖維素微球吸附劑的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種吸附劑的制備方法，尤其涉及一種多孔醋酸纖維素微球吸附劑的 制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 煙蒂，又稱煙頭、煙屁，指過(guò)濾嘴香煙吸完后不能吸食的部分，因?yàn)闊熑~中有尼古 丁和煙油，煙蒂的功能是過(guò)濾尼古丁煙油的。全球煙頭的回收再利用目前還僅僅處于研究 階段，沒(méi)有相關(guān)成熟的技術(shù)，而煙蒂對(duì)環(huán)境卻有很大的污染。意大利國(guó)家能源局曾發(fā)表研究 報(bào)告說(shuō)，全球一年丟棄的煙頭約84. 5萬(wàn)噸，其中含有約7800噸危險(xiǎn)化學(xué)物質(zhì)，約324噸尼 古丁，1800噸苯、甲苯、丙酮和甲醛等揮發(fā)性物質(zhì)。其中尼古丁對(duì)環(huán)境危害最大，它具有強(qiáng)殺 蟲(chóng)效果，進(jìn)入自然水體會(huì)對(duì)水生動(dòng)物有嚴(yán)重?fù)p害，同時(shí)可能改變土壤結(jié)構(gòu)。煙堿的提取工藝 有很多，如經(jīng)典提取法、干蒸餾提取法、離子交換提取法、這些方法各有優(yōu)缺點(diǎn)。本文主要采 取水浸溶劑萃取法。此外，廢煙頭含有致癌的焦油、多環(huán)芳烴等多種有害物。大部分煙頭的 制作材料為醋酸纖維素不能降解，其中含有危害魚(yú)類繁殖的化合物。在日常生活中，我們注 意到很多人吸煙后將煙頭隨意扔掉，為此通過(guò)對(duì)煙蒂進(jìn)行"資源化利用"，減少其對(duì)土壤、水 資源的污染，對(duì)實(shí)現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)有重要的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種多孔醋酸纖維素微球吸附劑的制備方法， 該方法先對(duì)廢煙頭濾嘴進(jìn)行提取，再利用反相懸浮分散法制備多孔醋酸纖維素微球吸附 劑。
[0004] 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：
[0005] -種多孔醋酸纖維素微球吸附劑的制備方法，由如下步驟制備得到：通過(guò)索氏提 取法提取出廢煙頭濾嘴中的醋酸纖維素，將處理好的醋酸纖維素在丙酮溶液中與碳酸鈣進(jìn) 行反應(yīng)得到醋酸纖維素吸附微球雛形，再利用超聲波清洗器分散成型得到醋酸纖維素吸附 微球吸附劑。
[0006] 本發(fā)明多孔醋酸纖維素微球吸附劑制備方法具體包括如下步驟：
[0007] 步驟1，將廢煙頭濾嘴中的纖維棒取出，用濾紙包裹，裝入索氏器的浸取柱中，在蒸 餾燒瓶中加入95 %的工業(yè)乙醇，接入冷凝器，加熱回流進(jìn)行浸漬萃取，觀察溢流管內(nèi)乙醇 的顏色，當(dāng)乙醇顏色由深黃變成無(wú)色停止反應(yīng)；取出含乙醇的二醋酸纖維素棒，加入一定量 的過(guò)氧化氫漂白，常溫下放置數(shù)小時(shí)；再對(duì)二醋酸纖維素棒抽濾，吸除二醋酸纖維素棒中的 乙醇并干燥；再將二醋酸纖維素棒與丙酮反應(yīng)數(shù)小時(shí)，進(jìn)行抽濾并烘干處理，得到醋酸纖維 素；
[0008] 步驟2,將步驟1得到的醋酸纖維素完全溶解于丙酮中，并將混合物料置于磁力攪 拌器上，在一定的速度下邊攪拌邊往混合物料中依次加入蒸餾水和碳酸鈣進(jìn)行反應(yīng)，攪拌 一定時(shí)間后，停止攪拌，再往混合物料中加入所需量的液體石蠟和吐溫80,攪拌至物料充分 混合；
[0009] 步驟3,將步驟2的物料置于超聲波清洗器中分散、成型后，再進(jìn)行過(guò)濾、洗滌操 作，得到含有碳酸鈣的醋酸纖維素微球；
[0010] 步驟4,往250mL濃度為lmol/L的HC1溶液中加入50gNaCl，待NaCl完全溶解后， 再往溶液中加入CaCl2至飽和狀態(tài)；
[0011] 步驟5,將步驟3制得的含碳酸鈣的醋酸纖維素微球置于步驟4的溶液中，在一定 轉(zhuǎn)速下攪拌一定時(shí)間，再經(jīng)過(guò)濾、洗滌、干燥處理后，即可得到多孔醋酸纖維素微球吸附劑。
[0012] 進(jìn)一步優(yōu)選，步驟1中，所述工業(yè)乙醇的加入體積為100mL，所述加熱回流的反應(yīng) 溫度為100 °C。
[0013] 進(jìn)一步優(yōu)選，步驟2中，所述碳酸鈣與醋酸纖維素的加入質(zhì)量比為1 : 1.25~ 1 : 1.5,所述反應(yīng)溫度為20~30°C。
[0014] 進(jìn)一步優(yōu)選，步驟2中，所述碳酸鈣的粒徑為2 μm。
[0015] 進(jìn)一步優(yōu)選，步驟5中，所述攪拌速度為250r/min。
[0016] 本發(fā)明多孔醋酸纖維素微球吸附劑的制備原理：本發(fā)明通過(guò)索氏提取法提取出醋 酸纖維素，再將醋酸纖維素在丙酮溶液中與碳酸鈣進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)原理是利用溶劑回流和 虹吸原理，使固體物質(zhì)每一次都能為純的溶劑所萃取，再利用碳酸鈣反應(yīng)產(chǎn)生的氣體增大 比表面積，最后利用石蠟和吐溫80對(duì)產(chǎn)品定型。
[0017] 本發(fā)明通過(guò)索氏提取法提取出醋酸纖維素，去除濾嘴中的有害成分，再利用反相 懸浮分散法制備多孔醋酸纖維素微球吸附劑。反相懸浮分散法是在醋酸纖維素充分溶解的 情況下，提高攪拌器的轉(zhuǎn)速，加入一定量的碳酸鈣顆粒，利用吐溫和石蠟固定形態(tài)，再加入 至超聲波清洗器分散、成型，待洗滌、過(guò)濾和干燥后即制得多孔醋酸纖維微球吸附劑。在廢 棄煙頭給環(huán)境帶來(lái)嚴(yán)重污染的同時(shí)，通過(guò)對(duì)濾嘴的再處理可以對(duì)含重金屬的廢水產(chǎn)生吸附 效果，對(duì)實(shí)現(xiàn)可循環(huán)利用很有必要。
[0018] 有益效果：相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明多孔醋酸纖維素微球吸附劑的制備方法是先 通過(guò)索氏提取法從煙蒂濾嘴中提取出醋酸纖維素，再利用反相懸浮分散法制備得到多孔醋 酸纖維素微球吸附劑，制得的多孔醋酸纖維素微球吸附劑表現(xiàn)出對(duì)Fe2+、Cd2+等重金屬離子 具有良好的吸附能力；本發(fā)明的制備方法原料易得，且屬于廢物利用，不僅降低了產(chǎn)品的制 備成本，而且減少了廢煙頭對(duì)環(huán)境的污染，同時(shí)本發(fā)明制備方法反應(yīng)條件溫和，對(duì)環(huán)境無(wú)污 染。
【具體實(shí)施方式】
[0019] 根據(jù)下述實(shí)施例，可以更好地理解本發(fā)明。然而，本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解，實(shí) 施例所描述的內(nèi)容僅用于說(shuō)明本發(fā)明，而不應(yīng)當(dāng)也不會(huì)限制權(quán)利要求書(shū)中所詳細(xì)描述的本 發(fā)明。
[0020] 實(shí)施例1
[0021] -種多孔醋酸纖維素微球吸附劑的制備方法，具體包括如下步驟：
[0022] 步驟1，通過(guò)索氏提取法提取濾嘴中的醋酸纖維素：收集煙蒂100個(gè)，去除煙蒂里 剩余的煙絲，用刀片割破纖維棒包裹紙，取出纖維棒（剔除燒焦的纖維棒），得到20克纖維 棒；分多次，用濾紙包裹纖維棒，裝入索氏器的浸取柱中，在蒸餾燒瓶中加入l〇〇mL 95%工 業(yè)乙醇，接入冷凝器，在加熱套上加熱回流，加熱回流的反應(yīng)溫度為l〇〇°C，進(jìn)行浸漬萃取， 觀察溢流管內(nèi)乙醇的顏色，當(dāng)乙醇顏色由深黃變成無(wú)色停止反應(yīng)，時(shí)間約2-3小時(shí)；取出飽 含乙醇的二醋酸纖維素棒置于密閉容器內(nèi)，加10毫升過(guò)氧化氫漂白，常溫下放置24小時(shí)； 再將二醋酸纖維素棒置于布氏漏斗中抽濾，吸除乙醇，常溫干燥，將二醋酸纖維素棒移入 500毫升燒杯內(nèi)，加入228毫升（180克）丙酮，振蕩15分鐘，密封放置24小時(shí)，用脫脂棉經(jīng) 布氏漏斗抽濾后，將濾液徐徐傾入