CN107138137A - 一种抗菌性偕胺肟基海水提铀吸附剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种抗菌性海水提铀吸附剂，通过接枝共聚方法将季铵盐单体和丙烯腈单体接枝到天然纤维单体上，然后进行羟胺化制备而成，所得吸附剂季铵基团含量为0.1~1.0 mmol/g，偕胺肟基团含量为0.2~7.5 mmol/g。本发明还公开了上述抗菌性海水提铀吸附剂的制备方法，制备时，原料组分有：天然纤维材料10份、丙烯腈10~90份、乙烯基类季铵盐10~90份、氧化还原引发体系氧化剂1~5份，还原剂1~5份，盐酸羟胺10~30份，去离子水300~600份，各组分的配比按质量份计；工艺步骤包括氧化还原引发体系下接枝反应，接枝产物偕胺肟化反应。本发明所述的抗菌性海水提铀吸附剂纤维基材来源丰富，天然可再生，价格低廉，制备成本低，吸附材料对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率均达到95%以上。相对于常规海水提铀吸附剂，所得材料对铀酰离子的吸附量增加约25%。
Description
技术领域
本发明属功能材料技术领域，具体涉及一种抗菌性偕胺肟基海水提铀吸附材料及其制备方法。
背景技术
随着地球上以石油、煤炭为代表的传统能源的不断消耗，地球资源呈现匮乏状况，同时传统能源的开发给生态环境带来了很大的影响，因此亟须开发以核能为代表的清洁能源。《核电中长期发展规划（2011-2020年）》中指出到2020年，我国每年对天然铀的需求量约为5800~8800吨，然而我国所具有的铀资源仅占世界资源分布的2%。【谢思远. 静电纺丝法制备海水提铀用纳米纤维吸附材料及其性能研究[D]. 中国科学院大学, 2015.】。而海水中具有大量可利用资源，铀的储量大约有45亿吨，约为地球上铀的储量的1000倍【EndrizziF, Leggett C, Rao L. Scientific Basis for Efficient Extraction of Uraniumfrom Seawater, I: Understanding the Chemical Speciation of Uranium underSeawater Conditions[J]. Industrial & Engineering Chemistry Research, 2016.】，因此能否有效提取海水中的铀成为解决铀资源短缺的关键。
现有海水提铀技术包括溶剂萃取法、离子交换法和吸附法等。其中吸附法被认为最具有前途。其基本原理是将铀酰离子从水相中转移到吸附功能材料的活性位点，发生相互作用而实现铀从海水中的分离和富集在吸附功能材料上。已发现偕胺肟基对海水中的铀的吸附具有高吸附性和特异性吸附，但是由于海洋环境具有复杂性，除了其中的电解质而外，海洋微生物对吸附剂的附着和侵蚀非常严重，影响吸附效果。首先，海水中含有的海洋微生物会附着在吸附材料上并在吸附材料上滋生，影响材料与海水的充分接触，促使官能团分解，甚至使基体材料受损，从而降低材料的提取铀效果，也使材料难以长期重复使用。其次，目前的海水提铀吸附剂多为有机高分子材料，这些材料容易受到微生物的侵蚀，逐渐发生降解使其力学性能降低，严重影响吸附材料的重复使用。此外，微生物在吸附材料上的滋长会增加后期材料洗脱附的工作量。
因此，增加海水提铀吸附剂在海水中的抗菌性是本领域的重要研发课题。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种实用有效，来源丰富的抗菌性偕胺肟基海水提铀吸附材料，同时提供其制备方法。该偕胺肟基海水提铀吸附剂具有良好的抗菌性。制备方法采用氧化还原引发聚合一次性在纤维基材上引入抗菌基团和偕胺肟基功能基团，方法简单，抗菌基团和偕胺肟基团与基材均为化学键合，从而保证材料的抗菌性与吸附性能均能保持长期高效稳定性。
本发明提供的抗菌性偕胺肟基海水提铀吸附剂，由纤维基材经乙烯基季铵盐单体与丙烯腈单体共聚合接枝反应而成，该抗菌性海水提铀吸附剂，季铵基含量为0.1~1.0mmol/g，偕胺肟基含量为0.2~7.5 mmol/g。
本发明所述的抗菌性偕胺肟基海水提铀吸附剂的制备方法，具体操作如下：
1、原料配方
原料有以下组分，各组分的配比按质量份计，
纤维基材 10份
丙烯腈 10 ~90份
乙烯基类季铵盐单体 10 ~90份
盐酸羟胺 10 ~30份
氧化剂 1~5份
还原剂 1~5份
去离子水 300~600份
所述氧化剂质量浓度为30%，还原剂质量浓度为10%，丙烯腈与乙烯基类季铵盐两种单体的质量份总量为纤维基材质量份的10倍。
2、工艺步骤
（1）在25℃条件下，将纤维基材浸泡于其质量份10倍的质量浓度1%的氢氧化钠溶液中10分钟，取出纤维基材，用去离子水洗涤至中性。
（2）依次将氢氧化钠溶液处理后的纤维基材、去离子水、丙烯腈、乙烯基类季铵盐加入到反应容器中，混合均匀，使用甲酸和氢氧化钠调节反应的pH至2~7。
（3）向混合均匀的反应体系中加入氧化剂和还原剂，在20~80℃条件下反应0.5~5小时，待反应到规定时间后取出接枝的纤维基材，依次使用二甲基甲酰胺（DMF）、去离子水进行洗涤除去未接枝到纤维上的共聚物、均聚物和未反应的单体。
（4）将盐酸羟胺溶解于其质量份10倍的甲醇-去离子水溶液（甲醇与去离子水质量比为5:1）中，用氢氧化钠调节其pH值至中性，将反应产生的氯化钠沉淀过滤，得到羟胺溶液。将羟胺溶液加入到容器中，于60~90℃下冷凝回流反应2~6小时，使用甲醇的水溶液和去离子水洗涤，于20℃~80℃条件下干燥，得到目标抗菌性偕胺肟基海水提铀吸附材料。
上述制备方法中所述的纤维基材可选羊毛纤维、纤维素纤维和皮胶原纤维中的至少一种。
上述制备方法中所述的季铵盐类物质为甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、(3-丙烯酰胺丙基)三甲基氯化铵、乙烯基苄基三甲基氯化铵中的至少一种。上述方法中所述的季铵盐类物质的水溶液质量浓度为75%。
上述制备方法中所述的氧化剂和还原剂的组合为双氧水和抗坏血酸、过硫酸钾和亚硫酸氢钠中的任一组合。
本发明与现有技术相比，具有以下优点：
（1）本发明在偕胺肟基海水提铀吸附剂上引入具有抑制细菌生长的季铵盐基团，对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑制率均可达到95%以上，对其他海洋微生物也变现出良好的抑制性，从而可以提高偕胺肟基海水提铀材料的耐海洋微生物腐蚀性能，增加吸附剂的使用寿命和循环使用次数。
（2）本发明由于通过一次性接枝聚合将所需要的抗菌性功能基团和海水提铀功能基团同时引入到纤维基材上，抗菌性基团和偕胺肟基与基材均为共价键结合，因此在吸附过程中功能基团不会迁移到水体中，从而保证了吸附材料在海水中长期使用而不会降低其抗菌性和吸附性能。
（3）本发明由于在偕胺肟基海水提铀吸附剂上引入了带正电荷的季铵盐基团，与普通偕胺肟基海水提铀吸附剂相比较，在同等条件下，饱和吸附量可提高25%以上，从而有助于偕胺肟基海水提铀吸附剂的提铀效果。
（4）本发明提供的抗菌性偕胺肟基海水提铀吸附材料，基体材料为天然纤维材料，是可再生资源，来源广泛，价格低廉。
具体实施方式
下面结合具体实施案例对本发明作进一步的说明。有必要指出以下实施例不能理解为对本发明保护范围的限制，在该领域中，对本发明所做的非本质性改进和调整仍属于本发明保护范围。
以下实施案例中，动物毛发以羊毛纤维作为代表性材料；吸附材料对铀酰的吸附均在pH=8.2，铀酰的初始浓度为50ppm，吸附温度为25℃；抑菌剂的测定参照GB/T 20944.3-2008进行实施。
实施例 1
1、原料配方
原料有以下组分，各组分的配比按质量份计，
羊毛纤维 10份
丙烯腈 90份
甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵 10份
盐酸羟胺 30份
双氧水 5份
抗坏血酸 1份
去离子水 600份
所述双氧水质量浓度为30%，抗坏血酸质量浓度为10%。
2、工艺步骤
（1）在25℃条件下，将羊毛纤维浸泡于其质量份10倍的质量浓度1%的氢氧化钠溶液中10分钟，取出羊毛纤维，用去离子水洗涤至中性。
（2）依次将氢氧化钠溶液处理后的羊毛纤维、去离子水、丙烯腈、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵加入到反应容器中，混合均匀，使用甲酸和氢氧化钠调节反应pH至7。
（3）向混合均匀的反应体系中加入双氧水和抗坏血酸，在80℃条件下反应5小时，待反应到规定时间后取出接枝的羊毛纤维，依次使用二甲基甲酰胺（DMF）、去离子水进行洗涤除去未接枝到纤维上的共聚物、均聚物和未反应的单体。
（4）将盐酸羟胺溶解于其质量份10倍的甲醇-去离子水溶液（甲醇与去离子水质量比为5:1）中，用氢氧化钠调节其pH值至中性，将反应产生的氯化钠沉淀过滤，得到羟胺溶液。将羟胺溶液加入到容器中，于90℃下冷凝回流反应6小时，使用甲醇的水溶液和去离子水洗涤，于30℃条件下干燥，得到目标抗菌性偕胺肟基海水提铀吸附材料。
所得抗菌性偕胺肟基海水提铀吸附材料，季铵盐含量为0.27mmol/g，偕胺肟基含量为2.15mmol/g，对大肠杆菌的抑制率为76.4%，对金黄色葡萄球菌的抑制率为79.7%；对铀酰的饱和吸附量为32.6mg/g。
实施例 2
1、原料配方
原料有以下组分，各组分的配比按质量份计，
羊毛纤维 10份
丙烯腈 50份
甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵 50份
盐酸羟胺 20份
双氧水 2份
抗坏血酸 3份
去离子水 450份
所述双氧水质量浓度为30%，抗坏血酸质量浓度为10%。
2、工艺步骤
（1）在25℃条件下，将羊毛纤维浸泡于其质量份10倍的质量浓度1%的氢氧化钠溶液中10分钟，取出羊毛纤维，用去离子水洗涤至中性。
（2）依次将氢氧化钠溶液处理后的羊毛纤维、去离子水、丙烯腈、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵加入到反应容器中，混合均匀，使用甲酸和氢氧化钠调节反应pH至5。
（3）向混合均匀的反应体系中加入双氧水和抗坏血酸，在50℃条件下反应2小时，待反应到规定时间后取出接枝的羊毛纤维，依次使用二甲基甲酰胺（DMF）、去离子水进行洗涤除去未接枝到纤维上的共聚物、均聚物和未反应的单体。
（4）将盐酸羟胺溶解于其质量份10倍的甲醇-去离子水溶液（甲醇与去离子水质量比为5:1）中，用氢氧化钠调节其pH值至中性，将反应产生的氯化钠沉淀过滤，得到羟胺溶液。将羟胺溶液加入到容器中，于80℃下冷凝回流反应6小时，使用甲醇的水溶液和去离子水洗涤，于30℃条件下干燥，得到目标抗菌性偕胺肟基海水提铀吸附材料。
所得抗菌性偕胺肟基海水提铀吸附材料，季铵盐含量为0.71mmol/g，偕胺肟基含量为3.54mmol/g，对大肠杆菌的抑制率为95.4%，对金黄色葡萄球菌的抑制率为91.7%；对铀酰的饱和吸附量为47.3mg/g。
实施例3
1、原料配方
原料有以下组分，各组分的配比按质量份计，
羊毛纤维 10份
丙烯腈 10份
甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵 90份
盐酸羟胺 10份
双氧水 1份
抗坏血酸 5份
去离子水 300份
所述双氧水质量浓度为30%，抗坏血酸质量浓度为10%。
2、工艺步骤
（1）在25℃条件下，将羊毛纤维浸泡于其质量份10倍的质量浓度1%的氢氧化钠溶液中10分钟，取出羊毛纤维，用去离子水洗涤至中性。
（2）依次将氢氧化钠溶液处理后的羊毛纤维、去离子水、丙烯腈、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵加入到反应容器中，混合均匀，使用甲酸和氢氧化钠调节反应的pH至2。
（3）向混合均匀的反应体系中加入双氧水和抗坏血酸，在20℃条件下反应0.5小时，待反应到规定时间后取出接枝的羊毛纤维，依次使用二甲基甲酰胺（DMF）、去离子水进行洗涤除去未接枝到纤维上的共聚物、均聚物和未反应的单体。
（4）将盐酸羟胺溶解于其质量份10倍的甲醇-去离子水溶液（甲醇与去离子水质量比为5:1）中，用氢氧化钠调节其pH值至中性，将反应产生的氯化钠沉淀过滤，得到羟胺溶液。将羟胺溶液加入到容器中，于60℃下冷凝回流反应6小时，使用甲醇的水溶液和去离子水洗涤，于30℃条件下干燥，得到目标抗菌性偕胺肟基海水提铀吸附材料。
所得抗菌性偕胺肟基海水提铀吸附材料，季铵盐含量为0.19mmol/g，偕胺肟基含量为0.11mmol/g，对大肠杆菌的抑制率为70.3%，对金黄色葡萄球菌的抑制率为75.7%；对铀酰的饱和吸附量为16.9mg/g。
实施例4
1、原料配方
原料有以下组分，各组分的配比按质量份计，
纤维素纤维 10份
丙烯腈 50份
(3-丙烯酰胺丙基)三甲基氯化铵 50份
盐酸羟胺 20份
双氧水 2份
抗坏血酸 3份
去离子水 600份
所述双氧水质量浓度为30%，抗坏血酸质量浓度为10%。
2、工艺步骤
（1）在25℃条件下，将纤维素纤维浸泡于其质量份10倍的质量浓度1%的氢氧化钠溶液中10分钟，取出纤维素纤维，用去离子水洗涤至中性。
（2）依次将氢氧化钠溶液处理后的纤维素纤维、去离子水、丙烯腈、(3-丙烯酰胺丙基)三甲基氯化铵加入到反应容器中，混合均匀，使用甲酸和氢氧化钠调节反应的pH至4。
（3）向混合均匀的反应体系中加入双氧水和抗坏血酸，在50℃条件下反应3小时，待反应到规定时间后取出接枝的纤维素纤维，依次使用二甲基甲酰胺（DMF）、去离子水进行洗涤除去未接枝到纤维上的共聚物、均聚物和未反应的单体。
（4）将盐酸羟胺溶解于其质量份10倍的甲醇-去离子水溶液（甲醇与去离子水质量比为5:1）中，用氢氧化钠调节其pH值至中性，将反应产生的氯化钠沉淀过滤，得到羟胺溶液。将羟胺溶液加入到容器中，于70℃下冷凝回流反应6小时，使用甲醇的水溶液和去离子水洗涤，于60℃条件下干燥，得到目标抗菌性偕胺肟基海水提铀吸附材料。
所得抗菌性偕胺肟基海水提铀吸附材料，季铵盐含量为0.74mmol/g，偕胺肟基含量为3.96mmol/g，对大肠杆菌的抑制率为97.2%，对金黄色葡萄球菌的抑制率为95.1%；对铀酰的饱和吸附量为50.4mg/g。
实施例5
1、原料配方
原料有以下组分，各组分的配比按质量份计，
皮胶原纤维 10份
丙烯腈 50份
乙烯基苄基三甲基氯化铵 50份
盐酸羟胺 20份
双氧水 2份
抗坏血酸 3份
去离子水 600份
所述双氧水质量浓度为30%，抗坏血酸质量浓度为10%。
2、工艺步骤
（1）在25℃条件下，将皮胶原纤维浸泡于其质量份10倍的质量浓度1%的氢氧化钠溶液中10分钟，取出皮胶原纤维，用去离子水洗涤至中性。
（2）依次将氢氧化钠溶液处理后的皮胶原纤维、去离子水、丙烯腈、乙烯基苄基三甲基氯化铵加入到反应容器中，混合均匀，使用甲酸和氢氧化钠调节反应的pH至5。
（3）向混合均匀的反应体系中加入双氧水和抗坏血酸，在50℃条件下反应4小时，待反应到规定时间后取出接枝的皮胶原纤维，依次使用二甲基甲酰胺（DMF）、去离子水进行洗涤除去未接枝到纤维上的共聚物、均聚物和未反应的单体。
（4）将盐酸羟胺溶解于其质量份10倍的甲醇-去离子水溶液（甲醇与去离子水质量比为5:1）中，用氢氧化钠调节其pH值至中性，将反应产生的氯化钠沉淀过滤，得到羟胺溶液。将羟胺溶液加入到容器中，于70℃下冷凝回流反应4小时，使用甲醇的水溶液和去离子水洗涤，于40℃条件下干燥，得到目标抗菌性偕胺肟基海水提铀吸附材料。
所得抗菌性偕胺肟基海水提铀吸附材料，季铵盐含量为0.72mmol/g，偕胺肟基含量为3.78mmol/g，对大肠杆菌的抑制率为98.3%，对金黄色葡萄球菌的抑制率为97.7%；对铀酰的饱和吸附量为48.1mg/g。
实施例6
1、原料配方
原料有以下组分，各组分的配比按质量份计，
羊毛纤维 5份
皮胶原纤维 5份
丙烯腈 50份
甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵 50份
盐酸羟胺 20份
过硫酸钾 2份
亚硫酸氢钠 3份
去离子水 600份
所述过硫酸钾质量浓度为30%，亚硫酸氢钠质量浓度为10%。
2、工艺步骤
（1）在25℃条件下，将羊毛纤维和皮胶原纤维浸泡于其质量份10倍的质量浓度1%的氢氧化钠溶液中10分钟，取出纤维基材，用去离子水洗涤至中性。
（2）依次将氢氧化钠溶液处理后的纤维基材、去离子水、丙烯腈、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵加入到反应容器中，混合均匀，使用甲酸和氢氧化钠调节反应的pH至6。
（3）向混合均匀的反应体系中加入过硫酸钾和亚硫酸氢钠，在50℃条件下反应3小时，待反应到规定时间后取出接枝的纤维，依次使用二甲基甲酰胺（DMF）、去离子水进行洗涤除去未接枝到纤维上的共聚物、均聚物和未反应的单体。
（4）将盐酸羟胺溶解于其质量份10倍的甲醇-去离子水溶液（甲醇与去离子水质量比为5:1）中，用氢氧化钠调节其pH值至中性，将反应产生的氯化钠沉淀过滤，得到羟胺溶液。将羟胺溶液加入到容器中，于70℃下冷凝回流反应6小时，使用甲醇的水溶液和去离子水洗涤，于30℃条件下干燥，得到目标抗菌性偕胺肟基海水提铀吸附材料。
所得抗菌性偕胺肟基海水提铀吸附材料，季铵盐含量为0.66mmol/g，偕胺肟基含量为3.22mmol/g，对大肠杆菌的抑制率为89.7%，对金黄色葡萄球菌的抑制率为93.8%；对铀酰的饱和吸附量为42.5mg/g。
实施例 7
1、原料配方
原料有以下组分，各组分的配比按质量份计，
羊毛纤维 4份
纤维素纤维 4份
皮胶原纤维 2份
丙烯腈 70份
甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵 30份
盐酸羟胺 25份
双氧水 2份
抗坏血酸 3份
去离子水 500份
所述双氧水质量浓度为30%，抗坏血酸质量浓度为10%。
2、工艺步骤
（1）在25℃条件下，将羊毛纤维、纤维素纤维和皮胶原纤维浸泡于其质量份10倍的质量浓度1%的氢氧化钠溶液中10分钟，取出纤维基材，用去离子水洗涤至中性。
（2）依次将氢氧化钠溶液处理后的纤维基材、去离子水、丙烯腈、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵加入到反应容器中，混合均匀，使用甲酸和氢氧化钠调节反应pH至5。
（3）向混合均匀的反应体系中加入双氧水和抗坏血酸，在50℃条件下反应2小时，待反应到规定时间后取出接枝的纤维，依次使用二甲基甲酰胺（DMF）、去离子水进行洗涤除去未接枝到纤维上的共聚物、均聚物和未反应的单体。
（4）将盐酸羟胺溶解于其质量份10倍的甲醇-去离子水溶液（甲醇与去离子水质量比为5:1）中，用氢氧化钠调节其pH值至中性，将反应产生的氯化钠沉淀过滤，得到羟胺溶液。将羟胺溶液加入到容器中，于70℃下冷凝回流反应5小时，使用甲醇的水溶液和去离子水洗涤，于50℃条件下干燥，得到目标抗菌性偕胺肟基海水提铀吸附材料。
所得抗菌性偕胺肟基海水提铀吸附材料，季铵盐含量为0.58mmol/g，偕胺肟基含量为6.01mmol/g，对大肠杆菌的抑制率为88.5%，对金黄色葡萄球菌的抑制率为90.6%；对铀酰的饱和吸附量为43.6mg/g。
实施例 8
1、原料配方
原料有以下组分，各组分的配比按质量份计，
羊毛纤维 4份
纤维素纤维 6份
丙烯腈 30份
甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵 70份
盐酸羟胺 15份
双氧水 2份
抗坏血酸 3份
去离子水 400份
所述双氧水质量浓度为30%，抗坏血酸质量浓度为10%。
2、工艺步骤
（1）在25℃条件下，将羊毛纤维、纤维素纤维浸泡于其质量份10倍的质量浓度1%的氢氧化钠溶液中10分钟，取出纤维基材，用去离子水洗涤至中性。
（2）依次将氢氧化钠溶液处理后的纤维基材、去离子水、丙烯腈、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵加入到反应容器中，混合均匀，使用甲酸和氢氧化钠调节反应pH至5。
（3）向混合均匀的反应体系中加入双氧水和抗坏血酸，在50℃条件下反应2小时，待反应到规定时间后取出接枝的纤维，依次使用二甲基甲酰胺（DMF）、去离子水进行洗涤除去未接枝到纤维上的共聚物、均聚物和未反应的单体。
（4）将盐酸羟胺溶解于其质量份10倍的甲醇-去离子水溶液（甲醇与去离子水质量比为5:1）中，用氢氧化钠调节其pH值至中性，将反应产生的氯化钠沉淀过滤，得到羟胺溶液。将羟胺溶液加入到容器中，于70℃下冷凝回流反应6小时，使用甲醇的水溶液和去离子水洗涤，于40℃条件下干燥，得到目标抗菌性偕胺肟基海水提铀吸附材料。
所得抗菌性偕胺肟基海水提铀吸附材料，季铵盐含量为0.87mmol/g，偕胺肟基含量为1.18mmol/g，对大肠杆菌的抑制率为98.6%，对金黄色葡萄球菌的抑制率为99.9%；对铀酰的饱和吸附量为25.4mg/g。
实施例 9
1、原料配方
原料有以下组分，各组分的配比按质量份计，
羊毛纤维 10份
丙烯腈 50份
甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵 30份
(3-丙烯酰胺丙基)三甲基氯化铵 20份
盐酸羟胺 20份
双氧水 2份
抗坏血酸 3份
去离子水 600份
所述双氧水质量浓度为30%，抗坏血酸质量浓度为10%。
2、工艺步骤
（1）在25℃条件下，将羊毛纤维浸泡于其质量份10倍的质量浓度1%的氢氧化钠溶液中10分钟，取出羊毛纤维，用去离子水洗涤至中性。
（2）依次将氢氧化钠溶液处理后的羊毛纤维、去离子水、丙烯腈、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、(3-丙烯酰胺丙基)三甲基氯化铵加入到反应容器中，混合均匀，使用甲酸和氢氧化钠调节反应pH至5。
（3）向混合均匀的反应体系中加入双氧水和抗坏血酸，在50℃条件下反应2小时，待反应到规定时间后取出接枝的羊毛纤维，依次使用二甲基甲酰胺（DMF）、去离子水进行洗涤除去未接枝到纤维上的共聚物、均聚物和未反应的单体。
（4）将盐酸羟胺溶解于其质量份10倍的甲醇-去离子水溶液（甲醇与去离子水质量比为5:1）中，用氢氧化钠调节其pH值至中性，将反应产生的氯化钠沉淀过滤，得到羟胺溶液。将羟胺溶液加入到容器中，于70℃下冷凝回流反应5小时，使用甲醇的水溶液和去离子水洗涤，于30℃条件下干燥，得到目标抗菌性偕胺肟基海水提铀吸附材料。
所得抗菌性偕胺肟基海水提铀吸附材料，季铵盐含量为0.79mmol/g，偕胺肟基含量为3.77mmol/g，对大肠杆菌的抑制率为97.6%，对金黄色葡萄球菌的抑制率为96.1%；对铀酰的饱和吸附量为49.9mg/g。
实施例 10
1、原料配方
原料有以下组分，各组分的配比按质量份计，
皮胶原纤维 10份
丙烯腈 50份
甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵 20份
(3-丙烯酰胺丙基)三甲基氯化铵 15份
乙烯基苄基三甲基氯化铵 15份
盐酸羟胺 20份
双氧水 2份
抗坏血酸 3份
去离子水 500份
所述双氧水质量浓度为30%，抗坏血酸质量浓度为10%。
2、工艺步骤
（1）在25℃条件下，将皮胶原纤维浸泡于其质量份10倍的质量浓度1%的氢氧化钠溶液中10分钟，取出皮胶原纤维，用去离子水洗涤至中性。
（2）依次将氢氧化钠溶液处理后的皮胶原纤维、去离子水、丙烯腈、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、(3-丙烯酰胺丙基)三甲基氯化铵、乙烯基苄基三甲基氯化铵加入到反应容器中，混合均匀，使用甲酸和氢氧化钠调节反应pH至4。
（3）向混合均匀的反应体系中加入双氧水和抗坏血酸，在50℃条件下反应2小时，待反应到规定时间后取出接枝的纤维，依次使用二甲基甲酰胺（DMF）、去离子水进行洗涤除去未接枝到纤维上的共聚物、均聚物和未反应的单体。
（4）将盐酸羟胺溶解于其质量份10倍的甲醇-去离子水溶液（甲醇与去离子水质量比为5:1）中，用氢氧化钠调节其pH值至中性，将反应产生的氯化钠沉淀过滤，得到羟胺溶液。将羟胺溶液加入到容器中，于70℃下冷凝回流反应6小时，使用甲醇的水溶液和去离子水洗涤，于40℃条件下干燥，得到目标抗菌性偕胺肟基海水提铀吸附材料。
所得抗菌性偕胺肟基海水提铀吸附材料，季铵盐含量为0.68mmol/g，偕胺肟基含量为3.64mmol/g，对大肠杆菌的抑制率为96.3%，对金黄色葡萄球菌的抑制率为90.8%；对铀酰的饱和吸附量为47.8mg/g。
Claims (7)
1.一种抗菌性偕胺肟基海水提铀吸附剂，其特征在于该吸附剂是由纤维基材经乙烯基季铵盐单体与丙烯腈单体共聚接枝反应而成，工艺步骤为：
（1）在25℃条件下，将10份纤维基材浸泡于其质量份10倍的质量浓度1%的氢氧化钠溶液中10分钟，取出纤维基材，用去离子水洗涤至中性。
（2）依次将氢氧化钠处理后的纤维基材、去离子水300~600份、丙烯腈10~90份、乙烯基类季铵盐10~90份加入到反应容器中，混合均匀，使用甲酸和氢氧化钠调节反应的pH至2~7。
（3）向混合均匀的反应体系中加入氧化剂1~5份和还原剂1~5份，在20~80℃条件下反应0.5~5小时，待反应到规定时间后取出接枝纤维基材，依次使用二甲基甲酰胺（DMF）、去离子水进行洗涤除去未接枝到纤维上的共聚物、均聚物和未反应的单体。
（4）取10~30份盐酸羟胺溶解于其质量份10倍的甲醇-去离子水（甲醇与去离子水质量比为5:1）溶液中，用氢氧化钠调节其pH至中性，过滤除去产生的氯化钠沉淀，得到羟胺溶液。将羟胺溶液加入到反应容器中，于60~90℃下冷凝回流反应2~6小时，用甲醇溶液和去离子水洗涤，于20~80℃条件下干燥，得到目标吸附材料。
2.根据权利要求1所述的抗菌性偕胺肟基海水提铀吸附剂，其特征在于该抗菌性海水提铀吸附剂季铵基含量为0.1~1.0 mmol/g，偕胺肟基含量为0.2~7.5 mmol/g。
3.根据权利要求2所述抗菌性偕胺肟基海水提铀吸附剂的制备方法，其特征在于：
I．原料配方
原料有以下组分，各组分的配比按质量份计，
纤维基材 10份
丙烯腈 10 ~90份
乙烯基类季铵盐单体 10 ~90份
盐酸羟胺 10 ~30份
氧化剂 1~5份
还原剂 1~5份
去离子水 300~600份
所述氧化剂质量浓度为30%，还原剂质量浓度为10%，丙烯腈与乙烯基类季铵盐两种单体的质量份总量为纤维基材质量份的10倍。
II．工艺步骤
（1）在25℃条件下，将纤维基材浸泡于其质量份10倍的质量浓度1%的氢氧化钠溶液中10分钟，取出纤维基材，用去离子水洗涤至中性。
（2）依次将氢氧化钠溶液处理后的纤维基材、去离子水、丙烯腈、乙烯基类季铵盐加入到反应容器中，混合均匀，使用甲酸和氢氧化钠调节反应的pH至2~7。
（3）向混合均匀的反应体系中加入氧化剂和还原剂，在20~80℃条件下反应0.5~5小时，待反应到规定时间后取出接枝的纤维基材，依次使用二甲基甲酰胺（DMF）、去离子水进行洗涤除去未接枝到纤维上的共聚物、均聚物和未反应的单体。
（4）将盐酸羟胺溶解于其质量份10倍的甲醇-去离子水溶液（甲醇与去离子水质量比为5:1）中，用氢氧化钠调节其pH值至中性，将反应产生的氯化钠沉淀过滤，得到羟胺溶液。将羟胺溶液加入到容器中，于60~90℃下冷凝回流反应2~6小时，使用甲醇的水溶液和去离子水洗涤，于20℃~80℃条件下干燥，得到目标抗菌性偕胺肟基海水提铀吸附材料。
4.根据权利要求3所述抗菌性偕胺肟基海水提铀吸附剂制备方法，其特征在于纤维基材为羊毛纤维、纤维素纤维以及皮胶原纤维中的至少一种。
5.根据权利要求4所述抗菌性偕胺肟基海水提铀吸附剂制备方法，其特征在于乙烯基类季铵盐为甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、(3-丙烯酰胺丙基)三甲基氯化铵、乙烯基苄基三甲基氯化铵中的至少一种。
6.根据权利要求3所述抗菌性偕胺肟基海水提铀吸附剂制备方法，其特征在于氧化剂和还原剂的组合为双氧水和抗坏血酸、过硫酸钾和亚硫酸氢钠中的任一种组合。
7.根据权利要求5所述的抗菌性偕胺肟基海水提铀吸附剂制备方法，其特征在于氧化剂和还原剂的组合为双氧水和抗坏血酸、过硫酸钾和亚硫酸氢钠中的任一种组合。
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