一種巰基功能化木質素微球的制備方法技術

本發明專利技術公開了一種巰基功能化木質素微球的制備方法，操作步驟：(1)分散相溶液的配制；(2)連續相溶液的配制；(3)油包水木質素液滴的配制；(4)木質素單分散液滴加熱合成微球：在聚焦流微通道反應器的出料端連接收集容器，收集步驟(3)形成的木質素硫胺化合物混合液滴，保持溫度為55～95℃固化反應2～12h，形成巰基功能化木質素微球。本發明專利技術方法制備所得巰基功能化木質素微球，對廢水中鎘離子的吸附量可達70.3mg/g，是堿木質素的8倍；其次，與普通的木質素吸附劑相比，不僅具有均勻的粒徑尺寸和可控的形貌，而且具有良好的機械性能，能承受水力沖擊。

Method for preparing sulfhydryl functional lignin microsphere

The invention discloses a preparation method of a thiol functionalized lignin microsphere steps: (1) preparation of dispersed phase solution; (2) preparation of continuous phase solution; (3) preparation of oil droplet quality of water; (4) lignin monodisperse microspheres: synthesis of a droplet heating the material flow in micro channel reactor focusing terminal is connected to a collecting container, collection steps (3) the formation of lignin compounds mixed thiamine droplets, keep the temperature of 55 to 95 DEG C curing reaction of 2 ~ 12h, the formation of thiol functionalized lignin microspheres. The preparation method of the invention, the in vitro thiol functionalized wood, cadmium ion in wastewater on adsorption capacity was 70.3mg/g, 8 times of alkali lignin; secondly, with the ordinary Lignin Adsorbent in morphology not only has a uniform particle size and size controllable, and has good mechanical properties, can withstand the hydraulic shock.

【技術實現步驟摘要】
一種巰基功能化木質素微球的制備方法
本專利技術涉及一種木質素微球的制備方法，特別涉及一種巰基功能化木質素微球的制備方法。
技術介紹
隨著人類社會的日益發展，越來越多的有害物質被排放到環境中，尤其是工業生產中的鉻、鎳、銅、鋅、鎘、鉛、汞等多種重金屬離子，對江河湖海造成嚴重的污染。含有重金屬離子的工業廢水對地表水、地下水和土壤造成嚴重的污染，并進一步通過食物鏈的傳遞和富集進入人體，導致癌變、畸型等，嚴重危害人體健康。目前常見的廢水處理方法，如中和法、還原法、膜分離法、沉淀法等，面臨著單次處理量小、處理周期長、處理效果欠佳、處理成本高昂、存在二次污染等問題。而吸附法，利用各種各樣的吸附劑，對廢水中重金屬離子進行物理和化學吸附，具有操作簡單、效率高、處理周期短、操作費用低、對環境無二次污染、且可回收利用等特點，越來越受到歡迎。木質素是一種優良的天然高分子材料，具有良好的生物相容性、降解性，環保無毒。其表面具有大量的羧基和羥基，不僅可以與重金屬離子形成金屬絡合物，從而吸附重金屬離子，同時也可以吸附有機大分子物質。專利104437396A公開了一種木質素胺微球的制備，但是由于采取傳統的乳液聚合制備方法，所制得的微球存在粒徑大小不一，分布范圍寬，功能基團少，機械強度差，形貌可控性差等不足，大大降低了其實際應用性能。公開于該
技術介紹
部分的信息僅僅旨在增加對本專利技術的總體背景的理解，而不應當被視為承認或以任何形式暗示該信息構成已為本領域一般技術人員所公知的現有技術。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種巰基功能化木質素微球的制備方法，從而克服現有制備木質素微球工藝復雜，且制備得到的木質素微球粒徑大小不均一、分布寬、缺失功能基團、形貌可控性差、吸附效果差等缺點。為實現上述目的，本專利技術提供的技術方案如下：一種巰基功能化木質素微球的制備方法，包含以下操作步驟：(1)分散相溶液的配制：向質量百分數為5～30％的木質素溶液中加入交聯劑和調節劑，混合均勻作為分散相溶液Ⅰ，其中，加入的交聯劑占所得分散相溶液Ⅰ質量的5～10％，加入的調節劑占所得分散相溶液Ⅰ質量的2～15％；將硫胺化合物溶于水中配制成質量濃度為5～20％的硫胺化合物溶液作為分散相溶液Ⅱ；(2)連續相溶液的配制：將表面活性劑加入到有機溶劑中，混合，配制成含表面活性劑質量百分比濃度為0.5～10％的有機溶液作為連續相溶液；(3)油包水木質素液滴的配制：將步驟(1)配制所得分散相溶液Ⅰ和分散相溶液Ⅱ分別從平行排列的管徑為50～200μm的內毛細管Ⅰ和管徑為30～200μm的內毛細管Ⅱ同向流入聚焦流微通道反應器中，同時，步驟(2)配制所得連續相溶液從管徑為1000μm的外毛細管和管徑為150～800μm的收集管管間通道逆向流入聚焦流微通道反應器中，控制分散相溶液流速為0.1～5mL/h，連續相溶液流速為10～55mL/h，經連續相的剪切，形成油含有雙液滴的油包水復合體系，在流體流動的過程中，由于流體的剪切、擾動、擠壓等作用，雙液滴不斷接觸、碰撞，逐漸聚并成一個液滴，在連續的流動相中形成木質素硫胺化合物混合液滴，再經收集管流出；(4)木質素單分散液滴加熱合成微球：在聚焦流微通道反應器的出料端連接收集容器，收集步驟(3)形成的木質素硫胺化合物混合液滴，保持溫度為55～95℃固化反應2～12h，形成巰基功能化木質素微球。其中，還包括步驟(5)，即將步驟(4)所得木質素微球進行過濾或離心分離，依次進行洗滌、干燥，即得巰基功能化木質素微球；其中，洗滌為采用乙醇進行洗滌；其中，干燥為在溫度為50～80℃下真空干燥10～20h。其中，所述的巰基功能化木質素微球的粒徑為80～600μm。其中，步驟(1)質量百分數為5～30％的木質素溶液為木質素溶于水中配制成質量百分數為5～30％的木質素水溶液。其中，所述的木質素為堿木質素、水解木質素、乙醇木質素或木質素磺酸鹽中的一種。其中，步驟(1)中所述的硫胺化合物為高半胱氨酸或半胱氨酸。其中，步驟(1)中所述的交聯劑為戊二醛、乙醛、乙二醛或環氧丙烷中的一種；所述的調節劑為聚乙二醇、聚乙烯醇或水溶性淀粉中的一種。其中，步驟(2)中所述的表面活性劑為Span80、SDS、DC0749、Tween80、Span60或Tween20中的一種或一種以上的組合。其中，步驟(2)中所述的有機溶劑為液態石蠟、正己烷、十二烷或十六烷中的一種。按照上述方法制備所得巰基功能化木質素微球可作為重金屬吸附劑。微液滴是一種操控微小體積液體的技術，其原理為：將兩種互不相溶的液體，以其中的一種為連續相，另一種為分散相，連續相和分散相分別由不同入口進入芯片，在微通道中，分散相在剪切力的作用下被連續相剪切為一系列離散的粒徑均勻的微液滴。與現有技術相比，本專利技術具有如下有益效果：本專利技術方法制備所得巰基功能化木質素微球，對廢水中鎘離子的吸附量可達70.3mg/g，是堿木質素的8倍；其次，與普通的木質素吸附劑相比，不僅具有均勻的粒徑尺寸和可控的形貌，而且具有良好的機械性能，能承受水力沖擊，加上引入的官能團巰基，對二價重金屬離子有顯著的吸附性能，同時兼具無二次污染、可重復利用、環保無毒等特點；進一步的，本專利技術方法操作簡潔、成本低廉，所得產品能夠高效地處理重金屬離子廢水，為重金屬廢水處理提供了一種高效簡便的方法，具有良好的工業化應用前景。具體實施方式下面結合具體實施方式進行詳細描述，但應當理解本專利技術的保護范圍并不受具體實施方式的限制。實施例1一種巰基功能化木質素微球的制備方法，操作步驟如下：(1)分散相溶液的配制：堿木質素溶于水中配制成質量百分數為5％的堿木質素水溶液，然后加入交聯劑戊二醛和調節劑聚乙二醇，混合均勻作為分散相溶液Ⅰ，其中，加入的交聯劑戊二醛占所得分散相溶液Ⅰ質量的5％，加入的調節劑聚乙二醇占所得分散相溶液Ⅰ質量的2％；將硫胺化合物高半胱氨酸溶于水中配制成質量濃度為5％的硫胺化合物溶液作為分散相溶液Ⅱ；(2)連續相溶液的配制：將表面活性劑Span80加入到有機溶劑液態石蠟中，混合，配制成含表面活性劑質量百分比濃度為0.5％的有機溶液作為連續相溶液；(3)油包水木質素液滴的配制：將步驟(1)配制所得分散相溶液Ⅰ和分散相溶液Ⅱ分別從平行排列的管徑為50μm的內毛細管Ⅰ和管徑為30μm的內毛細管Ⅱ同向流入聚焦流微通道反應器中，同時，步驟(2)配制所得連續相溶液從管徑為1000μm的外毛細管和管徑為150μm的收集管管間通道逆向流入聚焦流微通道反應器中，控制分散相溶液流速為0.1mL/h，連續相溶液流速為55mL/h，經連續相的剪切，形成油含有雙液滴的油包水復合體系，在流體流動的過程中，由于流體的剪切、擾動、擠壓等作用，雙液滴不斷接觸、碰撞，逐漸聚并成一個液滴，在連續的流動相中形成木質素硫胺化合物混合液滴，再經收集管流出；(4)木質素單分散液滴加熱合成微球：在聚焦流微通道反應器的出料端連接收集容器，收集步驟(3)形成的木質素硫胺化合物混合液滴，，并將所得木質素單分散液滴置于烘箱中，保持溫度為55℃固化反應12h，形成巰基功能化木質素微球。(5)將步驟(4)所得木質素微球進行過濾或離心分離，然后用體積濃度為75％的乙醇洗滌，洗滌后在溫度為50℃下真空干燥20h，即得巰基功能化木質素微球，所本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種巰基功能化木質素微球的制備方法，其特征在于，包含以下操作步驟：(1)分散相溶液的配制：向質量百分數為5～30％的木質素溶液中加入交聯劑和調節劑，混合作為分散相溶液Ⅰ，其中，加入的交聯劑占所得分散相溶液Ⅰ質量的5～10％，加入的調節劑占所得分散相溶液Ⅰ質量的2～15％；將硫胺化合物溶于水中配制成質量濃度為5～20％的硫胺化合物溶液作為分散相溶液Ⅱ；(2)連續相溶液的配制：將表面活性劑加入到有機溶劑中，混合，配制成含表面活性劑質量百分比濃度為0.5～10％的有機溶液作為連續相溶液；(3)油包水木質素液滴的配制：將步驟(1)配制所得分散相溶液Ⅰ和分散相溶液Ⅱ分別從平行排列的管徑為50～200μm的內毛細管Ⅰ和管徑為30～200μm的內毛細管Ⅱ同向流入聚焦流微通道反應器中，同時，步驟(2)配制所得連續相溶液從管徑為1000μm的外毛細管和管徑為150～800μm的收集管管間通道逆向流入聚焦流微通道反應器中，控制分散相溶液流速為0.1～5mL/h，連續相溶液流速為10～55mL/h，形成木質素硫胺化合物混合液滴；(4)木質素單分散液滴加熱合成微球：步驟(3)形成的木質素硫胺化合物混合液滴，保持溫度為55～95℃固化反應2～12h，形成巰基功能化木質素微球。...

【技術特征摘要】
1.一種巰基功能化木質素微球的制備方法，其特征在于，包含以下操作步驟：(1)分散相溶液的配制：向質量百分數為5～30％的木質素溶液中加入交聯劑和調節劑，混合作為分散相溶液Ⅰ，其中，加入的交聯劑占所得分散相溶液Ⅰ質量的5～10％，加入的調節劑占所得分散相溶液Ⅰ質量的2～15％；將硫胺化合物溶于水中配制成質量濃度為5～20％的硫胺化合物溶液作為分散相溶液Ⅱ；(2)連續相溶液的配制：將表面活性劑加入到有機溶劑中，混合，配制成含表面活性劑質量百分比濃度為0.5～10％的有機溶液作為連續相溶液；(3)油包水木質素液滴的配制：將步驟(1)配制所得分散相溶液Ⅰ和分散相溶液Ⅱ分別從平行排列的管徑為50～200μm的內毛細管Ⅰ和管徑為30～200μm的內毛細管Ⅱ同向流入聚焦流微通道反應器中，同時，步驟(2)配制所得連續相溶液從管徑為1000μm的外毛細管和管徑為150～800μm的收集管管間通道逆向流入聚焦流微通道反應器中，控制分散相溶液流速為0.1～5mL/h，連續相溶液流速為10～55mL/h，形成木質素硫胺化合物混合液滴；(4)木質素單分散液滴加熱合成微球：步驟(3)形成的木質素硫胺化合物混合液滴，保持溫度為55～95℃固化反應2～12h，形成巰基功能化木質素微球。2.根據權利要求1所述巰基功能化木質素微球的制備方法，其特征在于：還包括步驟(5)，即將步驟(4)所得木質素微球進行過濾或離心分離，依次進行洗滌、干燥，即得巰基功能化木質...

【專利技術屬性】
技術研發人員：葛圓圓，李志禮，覃理，
申請(專利權)人：廣西大學，
類型：發明
國別省市：廣西,45