CN107522877B - 季铵化纤维素珠粒、制备方法和用途 - Google Patents
季铵化纤维素珠粒、制备方法和用途 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107522877B CN107522877B CN201710583349.6A CN201710583349A CN107522877B CN 107522877 B CN107522877 B CN 107522877B CN 201710583349 A CN201710583349 A CN 201710583349A CN 107522877 B CN107522877 B CN 107522877B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- cellulose
- quaternized cellulose
- quaternized
- aqueous solution
- bead
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 title claims abstract description 152
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 title claims abstract description 152
- 239000011324 bead Substances 0.000 title claims abstract description 107
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 37
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 32
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 17
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 50
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 48
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 32
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 21
- 239000003513 alkali Substances 0.000 claims description 20
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 claims description 20
- UMGDCJDMYOKAJW-UHFFFAOYSA-N thiourea Chemical compound NC(N)=S UMGDCJDMYOKAJW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 17
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 17
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 14
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 claims description 13
- PUVAFTRIIUSGLK-UHFFFAOYSA-M trimethyl(oxiran-2-ylmethyl)azanium;chloride Chemical compound [Cl-].C[N+](C)(C)CC1CO1 PUVAFTRIIUSGLK-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 13
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 13
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 claims description 12
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 10
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 6
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 5
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 5
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 5
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 5
- 229920000875 Dissolving pulp Polymers 0.000 claims description 4
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910017053 inorganic salt Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 4
- 230000003115 biocidal effect Effects 0.000 claims description 3
- TWNIBLMWSKIRAT-VFUOTHLCSA-N levoglucosan Chemical group O[C@@H]1[C@@H](O)[C@H](O)[C@H]2CO[C@@H]1O2 TWNIBLMWSKIRAT-VFUOTHLCSA-N 0.000 claims description 3
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 claims description 3
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 3
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 claims description 2
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 abstract description 22
- 125000001453 quaternary ammonium group Chemical group 0.000 abstract description 10
- 239000000969 carrier Substances 0.000 abstract description 6
- 239000000975 dye Substances 0.000 abstract description 6
- 238000013375 chromatographic separation Methods 0.000 abstract description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 5
- 239000003242 anti bacterial agent Substances 0.000 abstract description 4
- 229940088710 antibiotic agent Drugs 0.000 abstract description 4
- 238000002715 modification method Methods 0.000 abstract description 3
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 abstract description 3
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 abstract description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 33
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 9
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 8
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 7
- 229960003022 amoxicillin Drugs 0.000 description 5
- LSQZJLSUYDQPKJ-NJBDSQKTSA-N amoxicillin Chemical compound C1([C@@H](N)C(=O)N[C@H]2[C@H]3SC([C@@H](N3C2=O)C(O)=O)(C)C)=CC=C(O)C=C1 LSQZJLSUYDQPKJ-NJBDSQKTSA-N 0.000 description 5
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 5
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 5
- LSQZJLSUYDQPKJ-UHFFFAOYSA-N p-Hydroxyampicillin Natural products O=C1N2C(C(O)=O)C(C)(C)SC2C1NC(=O)C(N)C1=CC=C(O)C=C1 LSQZJLSUYDQPKJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 description 3
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 3
- 238000011161 development Methods 0.000 description 3
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 3
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 3
- 238000002329 infrared spectrum Methods 0.000 description 3
- 229920005615 natural polymer Polymers 0.000 description 3
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 3
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 3
- NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N Ammonia chloride Chemical compound [NH4+].[Cl-] NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WMFOQBRAJBCJND-UHFFFAOYSA-M Lithium hydroxide Chemical compound [Li+].[OH-] WMFOQBRAJBCJND-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000007385 chemical modification Methods 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 1
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 1
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- 235000019270 ammonium chloride Nutrition 0.000 description 1
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 1
- 239000008280 blood Substances 0.000 description 1
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 description 1
- 238000001311 chemical methods and process Methods 0.000 description 1
- 238000007334 copolymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000326 densiometry Methods 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 230000032050 esterification Effects 0.000 description 1
- 238000005886 esterification reaction Methods 0.000 description 1
- 238000006266 etherification reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 150000004676 glycans Chemical class 0.000 description 1
- 239000000383 hazardous chemical Substances 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 239000008204 material by function Substances 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 1
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- -1 oxidation resistance Substances 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 229920001282 polysaccharide Polymers 0.000 description 1
- 239000005017 polysaccharide Substances 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 1
- 238000002798 spectrophotometry method Methods 0.000 description 1
- 230000008685 targeting Effects 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 239000004753 textile Substances 0.000 description 1
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J3/00—Processes of treating or compounding macromolecular substances
- C08J3/12—Powdering or granulating
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K5/00—Use of organic ingredients
- C08K5/16—Nitrogen-containing compounds
- C08K5/17—Amines; Quaternary ammonium compounds
- C08K5/19—Quaternary ammonium compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2301/00—Characterised by the use of cellulose, modified cellulose or cellulose derivatives
- C08J2301/02—Cellulose; Modified cellulose
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
- Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)
- Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)
Abstract
一种季铵化纤维素珠粒、制备方法和用途，该珠粒的直径为0.5～6mm，含水率为90～99％，骨架密度为1.1～1.8g/cm3，孔度为90～99％。本发明通过均相改性方法制备季铵化纤维素珠粒，利用季铵基团的功能特点大大拓展了纤维素珠粒的应用领域，比如利用其正电性可以吸附带负电的物质，利用其亲和性用于蛋白质固定等。本发明制得的季铵化纤维素珠粒对带负电的染料、抗生素具有良好的吸附能力，可作为化工新材料应用于如生物载体，色谱分离，吸附等领域。
Description
技术领域
本发明涉及一种季铵化纤维素珠粒、制备方法和用途，属于功能材料技术领域。
背景技术
纤维素是世界上最丰富的天然高分子，占植物界碳含量的50％以上。棉花的纤维素含量大于90％，为天然的最纯纤维素来源。纤维素及其衍生化产品已经广泛应用于纺织、造纸、化工、食品、生物和医学等诸多领域。进一步开发和利用纤维素资源对开发新能源、发展新型材料和改善生态环境等都具有重要意义。
纤维素珠粒作为惰性材料高分子珠粒，具有成本低廉、质地坚硬、球形结构良好、生物相容性高、可修饰性强、可再生降解以及独特的尺寸形态和可控精细结构等优点，在交叉学科和高端领域将有越来越深入的研究和应用。罗晓刚等(Journal of HazardousMaterials，2009，171，340-347)通过挤压滴落固化法成功地制备了毫米级的纤维素珠粒；此外，申请号CN201410667306.2的申请文件也公开了一种纤维素珠粒的制备方法，具体方案为将碱/尿素水溶液或碱/硫脲水溶液预冷至-12～-5℃，然后加入纤维素，搅拌溶解，脱泡、除杂制得纤维素溶液；将制得的纤维素溶液吸入到注射器中，采用注射挤压滴落法在固化液中进行固化，最后用蒸馏水反复洗涤得到纤维素珠粒；这些方案均制备的是纤维素珠粒这种物质，但是还没有对纤维素珠粒进行改性的报道。
但是如果能够对纤维素珠粒进行改性，既可提高纤维素珠粒的稳定性，如耐氧化性，抗酸碱性，抗生物降解性；也可以改善珠粒的表面活性，如活性基团，孔结构，以期满足现代新型材料的要求。纤维素珠粒的改性技术大致分为共混改性和化学改性；共混改性是将纤维素和其它一种或多种物质在一定条件下掺混，最终形成纤维素与其它物质的复合珠粒，如加入磁性离子可以赋予其磁靶向性并增强机械性能，加入其他多糖类高分子，提高其功能性，拓展其应用领域；化学改性是通过改变珠粒表面结构或化学成分来改善珠粒的性能，纤维素结构单元上的羟基能够参与醚化，酯化，氧化，接枝共聚等。纤维素珠粒表面通过修饰一些新基团或高分子链，能提高其界面性能，应用于生物载体，色谱分离，吸附等领域；而如何提供一种能用于生物载体，色谱分离，吸附等领域的改性纤维素珠粒成为行业亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明针对上述现有技术中提到的问题，提供一种界面性能得到提高，并被赋予了功能性，可以运用于生物载体，色谱分离，吸附等领域的季铵化纤维素珠粒、制备方法和用途。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：一种季铵化纤维素珠粒，其特征在于：该珠粒的直径为0.5～6mm，含水率为90～99％，骨架密度为1.1～1.8g/cm3，孔度为90～99％。
本发明还提供了一种上述季铵化纤维素珠粒的制备方法，其特征在于：制备过程包括：将2,3-环氧丙基三甲基氯化铵(化学式是C6H14ClNO)加入到纤维素溶液中，搅拌均匀，在一定温度环境中放置一段时间后，通过注射挤压滴落法在固化液中进行固化成球，获得的球经过蒸馏水洗涤除去杂质，即得到季铵化纤维素珠粒。
2,3-环氧丙基三甲基氯化铵的结构式为
按上述方案，优选的，所述纤维素溶液为碱/尿素水溶液或碱/硫脲水溶液在-12.5～-5℃条件下溶解纤维素得到。
按上述方案，优选的，所述的2,3-环氧丙基三甲基氯化铵与纤维素溶液中的纤维素脱水葡萄糖单元的物质的量比值为0.1～3:1。2,3-环氧丙基三甲基氯化铵如果过量的话，所得到的季铵化纤维素是溶于水的，就得不到固体珠粒。
纤维素脱水葡萄糖单元的化学式为C6H10O5，结构式为
按上述方案，优选的，所述的一定温度为-4～45℃。
按上述方案，优选的，所述的一定时间为1h～7d(天)。
按上述方案，优选的，所述的注射挤压滴落法使用的注射器针头直径为0.45～1.6mm。
按上述方案，优选的，所述的挤压滴落过程中注射器针头和固化液液面的距离为0～25cm。本发明之所以限定在这个范围，是因为在这个范围内能够得到形状较圆润的珠粒，超过这个范围季铵化纤维素溶液落到固化液液面产生剧烈撞击会导致形状破坏和不规则，得到的就是形状不规则的颗粒而不是珠粒。
按上述方案，优选的，所述的固化液种类为水，无机盐水溶液和稀酸水溶液中任意一种或它们的混合。
按上述方案，优选的，所述的季铵化纤维素珠粒的直径为0.5～6mm。
按上述方案，优选的，所述的季铵化纤维素珠粒具体的制备步骤包括：
(1)制备季铵化纤维素溶液：将碱/尿素水溶液或碱/硫脲水溶液预冷至-12.5～-5℃作为溶剂，然后加入纤维素；待溶解纤维素后，加入2,3-环氧丙基三甲基氯化铵，搅拌均匀，离心脱泡除杂，在一定温度环境中放置一段时间后得到季铵化纤维素溶液；
(2)将步骤(1)制得的季铵化纤维素溶液通过注射器挤压滴落法在固化液中固化，经过蒸馏水洗涤除去杂质，得到季铵化纤维素珠粒。
按上述方案，优选的，步骤(1)中所述的碱为NaOH或LiOH。
按上述方案，优选的，步骤(1)中，在所述碱/尿素水溶液或碱/硫脲水溶液中，所述碱的质量分数为5～10％，所述尿素或硫脲的质量分数为10～15％。
按上述方案，优选的，步骤(2)中所述的注射器的针头直径为0.45～1.6mm，优选为0.8mm。
按上述方案，优选的，步骤(2)中所述挤压滴落过程中注射器针头和固化液液面距离为0～25cm，优选为5cm。
按上述方案，优选的，步骤(2)中所述固化液种类为水，无机盐水溶液和稀酸水溶液中任意一种或它们的混合，优选为质量百分比为10％NaCl水溶液。
按上述方案，优选的，步骤(2)中所述的洗涤为用蒸馏水多次洗涤。
本发明还提供上述季铵化纤维素珠粒的用途，其特征在于，可用作吸附染料、重金属、抗生素等物质的吸附剂。
与现有技术相比较，本发明的优点如下：
1、本发明通过均相改性方法制备季铵化纤维素珠粒，利用季铵基团的功能特点大大拓展了纤维素珠粒的应用领域，比如利用其正电性可以吸附带负电的物质，利用其亲和性用于蛋白质固定等。本发明制得的季铵化纤维素珠粒对带负电的染料、抗生素具有良好的吸附能力，可作为化工新材料应用于如生物载体，色谱分离，吸附等领域。
2、本发明以来源丰富的天然高分子纤维素为原料，将其溶解于碱/尿素水溶液或碱/硫脲水溶液的溶剂中制备得到纤维素溶液，然后采用均相改性法制备季铵化纤维素溶液，再通过挤压滴落固化法制备季铵化纤维素珠粒。纤维素的溶解和纤维素珠粒的形成过程是物理过程，相比于其他使用有机溶剂的方法，此过程绿色环保，操作简单。从纤维素溶液制得季铵化纤维素溶液是化学过程，此过程通过均相反应在纤维素链上引入季铵基团，具有操作简单，反应效率高的特点。本发明提供的制备方法操作便利，成本低廉，重复性好，无毒无污染，适用于季铵化纤维素珠粒的大规模制备。
3、本发明制备的季铵化纤维素珠粒粒径分布均一，可用作固定床吸附装置填料，用于动态吸附。该珠粒对于染料，重金属，抗生素具有良好的吸附性能，可广泛地应用于食品、药品以及工农业废水中染料、重金属、抗生素等物质的吸附，也可用于色谱固定分离，血液净化，酶、蛋白质和细胞的生物载体等领域。
4、本发明可以通过改变纤维素，2,3-环氧丙基三甲基氯化铵用量或者反应温度和时间来改变季铵化纤维素珠粒的改性程度。
附图说明
图1为实施例1所得到的季铵化纤维素珠粒在水相中拍摄的照片；
图2为实施例1所得到的季铵化纤维素珠粒的红外光谱图；
图3为实施例1所得到的季铵化纤维素珠粒用于吸附阿莫西林的吸附动力学曲线(C0＝60mg/L，T＝298K)。
具体实施方式
以下实施方式进一步阐释本发明的技术方案，但不作为对本发明保护范围的限制。
实施例1
制备季铵化纤维素珠粒，具体步骤如下:1)制备季铵化纤维素溶液：将200gNaOH/尿素水溶液(NaOH、尿素和水的质量比为7：12：81)预冷到-12℃后溶解6g纤维素，加入5.611g2,3-环氧丙基三甲基氯化铵，离心脱泡除杂后，在25℃条件下放置24h进行均相反应得到季铵化纤维素溶液。
2)制备季铵化纤维素珠粒：步骤1)制得的季铵化纤维素溶液通过0.8mm针头注射器挤压，在距离固化液液面高度10cm的位置，滴落到质量分数为10％的氯化钠水溶液中进行固化，经过蒸馏水洗涤除去杂质，得到季铵化纤维素珠粒。
利用比重法测得本实施例制得的季铵化纤维素珠粒的含水率为97％，骨架密度为1.3g/cm3(指颗粒中固体物质的密度，不计算颗粒内部孔隙体积，只计算骨架体积)，孔度(季铵化纤维素珠粒具有多孔结构，孔度指的是珠粒内部孔的体积占整个珠粒体积的百分数)为96％；含水率，骨架密度，孔度是季铵化纤维素珠粒的三个物理性质，含水率高说明该物质具有很高的亲水性有利于处理水相中的污染物；骨架密度比水大说明该物质在水相中可以沉淀，便于回收；孔度高有利于污染物进入珠粒内部促进吸附；通过上述检测的数值证实本发明得到的季铵化纤维素珠粒具有非常好的处理污染物的效果，同时利于回收。
本实施例所得到的季铵化纤维素珠粒在水相中拍摄的照片如图1所示，可见其粒径分布均匀，其平均粒径为3mm。
图2为本实施例所得到的季铵化纤维素珠粒和原料棉短绒的红外光谱对比图。由图可见，与棉短绒相比，季铵化纤维素珠粒的红外光谱图出现了一些新峰，如：波数为1477cm-1处是甲基的振动吸收峰，波数为1419cm-1处是C-N键的振动吸收峰。这些峰的变化证实了季铵化纤维素珠粒被成功制备。
吸附性能测试：
取5g本实施例制得的季铵化纤维素珠粒加入到300mL60mgL-1阿莫西林溶液中，在298K，pH＝6.8条件下进行吸附动力学实验，每间隔一段时间取出3mL溶液，利用紫外分光光度法测定阿莫西林含量，并绘制由本实施例制得的季铵化纤维素珠粒对阿莫西林的吸附动力学曲线；如图3所示：该动力学实验表明，季铵化纤维素珠粒对阿莫西林的吸附行为符合准二级动力学模型，表明吸附过程主要是由化学吸附机理控制；吸附实验表明，季铵化纤维素珠粒的界面性能发生了改变，季铵基团是阳离子基团，季铵化纤维素珠粒对带负电的阴离子、染料、抗生素具有良好的吸附能力。
实施例2
制备季铵化纤维素珠粒，具体步骤如下：
1)制备季铵化纤维素溶液：将200g NaOH/尿素水溶液(NaOH、尿素和水的质量比为7：12：81)预冷到-5℃后溶解6g纤维素，加入0.561g 2,3-环氧丙基三甲基氯化铵，离心脱泡除杂后，在4℃条件下放置1h进行均相反应得到季铵化纤维素溶液。
2)制备季铵化纤维素珠粒：步骤1)制得的季铵化纤维素溶液通过0.45mm针头注射器挤压，在距离固化液液面高度3cm位置，滴落到纯水中进行固化，经过蒸馏水洗涤除去杂质，得到季铵化纤维素珠粒。
经测定，本实施例制得的季铵化纤维素珠粒的粒径为1mm，含水率为95％，骨架密度为1.8g/cm3，孔度为90％。
实施例3
制备季铵化纤维素珠粒，具体步骤如下：
1)制备季铵化纤维素溶液：将200gNaOH/尿素水溶液(NaOH、尿素和水的质量比为7：12：81)预冷到-8℃后溶解6g纤维素，加入16.833g2,3-环氧丙基三甲基氯化铵，离心脱泡除杂后，在45℃条件下放置7d进行均相反应得到季铵化纤维素溶液。
2)制备季铵化纤维素珠粒：步骤1)制得的季铵化纤维素溶液通过1.6mm针头注射器挤压，在距离固化液液面高度25cm位置，滴落到质量分数10％盐酸溶液中进行固化，经过蒸馏水洗涤除去杂质，得到季铵化纤维素珠粒。
经测定，本实施例制得的季铵化纤维素珠粒为6mm，含水率为99％，骨架密度为1.1g/cm3，孔度为96％。
实施例4
制备季铵化纤维素珠粒，具体步骤如下：
1)制备季铵化纤维素溶液：将200gNaOH/尿素水溶液(NaOH、尿素和水的质量比为7：12：81)预冷到-8℃后溶解6g纤维素，加入16.833g2,3-环氧丙基三甲基氯化铵，离心脱泡除杂后，在45℃条件下放置7d进行均相反应得到季铵化纤维素溶液。
2)制备季铵化纤维素珠粒：步骤1)制得的季铵化纤维素溶液通过0.45mm针头注射器挤压，在距离固化液液面高度3cm位置，滴落到纯水中进行固化，经过蒸馏水洗涤除去杂质，得到季铵化纤维素珠粒。
经测定，本实施例制得的季铵化纤维素珠粒的粒径为2mm，含水率为98％，骨架密度为1.2g/cm3，孔度为97％。
实施例5
制备季铵化纤维素珠粒，具体步骤如下：
1)制备季铵化纤维素溶液：将200gNaOH/尿素水溶液(NaOH、尿素和水的质量比为7：12：81)预冷到-5℃后溶解6g纤维素，加入0.561g 2,3-环氧丙基三甲基氯化铵，离心脱泡除杂后，在4℃条件下放置1h进行均相反应得到季铵化纤维素溶液。
2)制备季铵化纤维素珠粒：步骤1)制得的季铵化纤维素溶液通过1.6mm针头注射器挤压，在距离固化液液面高度25cm位置，滴落到质量分数为10％盐酸中进行固化，经过蒸馏水洗涤除去杂质，得到季铵化纤维素珠粒。
经测定，本实施例制得的季铵化纤维素珠粒的粒径为5mm，含水率为96％，骨架密度为1.8g/cm3，孔度为94％。
Claims (9)
1.一种季铵化纤维素珠粒，其特征在于：该珠粒的直径为0.5～6mm，含水率为90～99%，骨架密度为1.1～1.8g/cm3，孔度为90～99%；制备过程包括：将2,3-环氧丙基三甲基氯化铵加入到纤维素溶液中，搅拌均匀，在-4～45℃温度环境中放置1h～7d后，通过注射挤压滴落法在固化液中进行固化成球，获得的球经过蒸馏水洗涤除去杂质，即得到季铵化纤维素珠粒；挤压滴落过程中注射器针头和固化液液面的距离为0～25cm。
2.根据权利要求1所述的季铵化纤维素珠粒，其特征在于：所述纤维素溶液为碱/尿素水溶液或碱/硫脲水溶液在-12.5～-5℃条件下溶解纤维素得到。
3.根据权利要求2所述的季铵化纤维素珠粒，其特征在于：所述的2,3-环氧丙基三甲基氯化铵与纤维素溶液中的纤维素脱水葡萄糖单元的物质的量比值为0.1～3:1。
4.根据权利要求2所述的季铵化纤维素珠粒，其特征在于：所述的注射挤压滴落法使用的注射器针头直径为0.45～1.6mm。
5.根据权利要求2所述的季铵化纤维素珠粒，其特征在于：所述的固化液种类为水，无机盐水溶液和稀酸水溶液中任意一种或它们的混合。
6.根据权利要求1-4任一权利要求所述的季铵化纤维素珠粒的制备方法，其特征在于：所述的季铵化纤维素珠粒具体的制备步骤包括：
（1） 制备季铵化纤维素溶液：将碱/尿素水溶液或碱/硫脲水溶液预冷至-12.5～-5℃作为溶剂，然后加入纤维素；待溶解纤维素后，加入2,3-环氧丙基三甲基氯化铵，搅拌均匀，离心脱泡除杂，在-4～45℃温度环境中放置1h～7d后得到季铵化纤维素溶液；
（2）将步骤（1）制得的季铵化纤维素溶液通过注射器挤压滴落法在固化液中固化，经过蒸馏水洗涤除去杂质，得到季铵化纤维素珠粒。
7.根据权利要求6所述的季铵化纤维素珠粒的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述的碱/尿素水溶液或碱/硫脲水溶液中，所述碱的质量分数为5～10%，所述尿素或硫脲的质量分数为10～15%；步骤（2）中所述的注射器的针头直径为0.45～1.6mm ；步骤（2）中所述固化液种类为水，无机盐水溶液和稀酸水溶液中任意一种或它们的混合；步骤（2）中所述的洗涤为用蒸馏水多次洗涤。
8.根据权利要求7所述的季铵化纤维素珠粒的制备方法，其特征在于：步骤（2）中所述的注射器的针头直径为0.8mm；步骤（2）中所述挤压滴落过程中注射器针头和固化液液面距离为5cm；步骤（2）中所述固化液为质量百分比为10% NaCl水溶液。
9.根据权利要求1-5任一权利要求所述的季铵化纤维素珠粒的用途，其特征在于：用作吸附染料、重金属、抗生素物质的吸附剂。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710583349.6A CN107522877B (zh) | 2017-07-18 | 2017-07-18 | 季铵化纤维素珠粒、制备方法和用途 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710583349.6A CN107522877B (zh) | 2017-07-18 | 2017-07-18 | 季铵化纤维素珠粒、制备方法和用途 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN107522877A CN107522877A (zh) | 2017-12-29 |
| CN107522877B true CN107522877B (zh) | 2021-04-16 |
Family
ID=60749042
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201710583349.6A Expired - Fee Related CN107522877B (zh) | 2017-07-18 | 2017-07-18 | 季铵化纤维素珠粒、制备方法和用途 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN107522877B (zh) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109134944A (zh) * | 2018-08-28 | 2019-01-04 | 安徽聚欣新材料科技有限公司 | 一种具有不同化学官能团的多孔小球及其应用 |
| CN112062904B (zh) * | 2020-08-28 | 2022-03-29 | 华南理工大学 | 一种京尼平交联抗菌肽/季铵化纤维素复合水凝胶抑菌剂及其制备方法与应用 |
| CN113651894B (zh) * | 2021-08-18 | 2022-07-29 | 佛山(华南)新材料研究院 | 一种两性纳米纤维素的制备方法、应用 |
| GB202213888D0 (en) * | 2022-09-23 | 2022-11-09 | Naturbeads Ltd | Functionalised polysaccharide bead preparation |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102080341B (zh) * | 2010-11-25 | 2013-04-24 | 山东轻工业学院 | 一种阳离子有机微粒及其制备与应用 |
| CN104650246A (zh) * | 2013-11-19 | 2015-05-27 | 金东纸业（江苏）股份有限公司 | 阳离子纳米纤维素的制备方法 |
| CN104327286B (zh) * | 2014-11-20 | 2018-01-19 | 武汉工程大学 | 一种纤维素珠粒的制备方法 |
| CN105148868B (zh) * | 2015-09-17 | 2018-05-29 | 浙江农林大学 | 纳米纤维素基复合气凝胶型有机染料吸附材料的制备方法 |
-
2017
- 2017-07-18 CN CN201710583349.6A patent/CN107522877B/zh not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN107522877A (zh) | 2017-12-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107522877B (zh) | 季铵化纤维素珠粒、制备方法和用途 | |
| Zhou et al. | Cellulose/chitin beads for adsorption of heavy metals in aqueous solution | |
| Wang et al. | Collagen/cellulose hydrogel beads reconstituted from ionic liquid solution for Cu (II) adsorption | |
| US9914111B1 (en) | Solid-phase synthetic procedure for attapulgite-crosslinked chitosan composite adsorbent | |
| US8403151B2 (en) | Nanofiber-containing membrane, a composite membrane, a process for producing them and their use | |
| CN102553538B (zh) | 一种改性花生壳阳离子型吸附剂、制备方法及应用 | |
| CN104740687B (zh) | 碳酸根型羟基磷灰石/壳聚糖三维多孔复合材料及制法 | |
| CN109277081B (zh) | 一种多功能复合水凝胶纤维的制备方法 | |
| CN109134890B (zh) | 一种纤维素微球载体的制备方法及应用 | |
| CN106044770A (zh) | 一种埃洛石为模板制备纤维素基多级孔碳材料的方法 | |
| CN109704432B (zh) | 一锅法制备uio-66-nh2/功能性单体复合材料的方法及其在吸附抗生素中的应用 | |
| Zhu et al. | Preparation and application of bacterial cellulose sphere: a novel biomaterial | |
| CN108187641A (zh) | 一种海藻酸钠/聚乙烯醇@聚丙烯酰胺核壳结构凝胶球的制备方法及其应用 | |
| CN112920332A (zh) | 一种多样废弃物交联制备绿色水凝胶的方法 | |
| CN111905698A (zh) | 一种改性膨润土-海藻酸钠复合凝胶球及其制备方法和作为吸附材料的应用 | |
| Amouzgar et al. | Effects of beading parameters for development of chitosan-nano-activated carbon biocomposite for acetaminophen elimination from aqueous sources | |
| Jung et al. | pH-responsive Hydrogels of Carboxymethyl Cellulose and Polyethyleneimine for Efficient Removal of Ionic Dye Molecules. | |
| Hajili et al. | Fabrication of 3D hierarchically porous chitosan monoliths by thermally induced phase separation of chemically modified chitin | |
| CN107694543A (zh) | 一种利用毛竹纸浆纤维素改性制备重金属离子吸附剂的方法 | |
| CN110624516A (zh) | 一种季铵盐型纤维素吸附剂及其静电纺丝制备工艺 | |
| CN114736338B (zh) | 一种阳离子型共价有机框架材料及其制备方法和应用 | |
| CN104707570A (zh) | 8-羟基喹啉改性胺基壳聚糖铀吸附剂的制备方法 | |
| CN114534695B (zh) | 一种改性纳米纤维素气凝胶的制备方法及应用 | |
| CN113351187B (zh) | 一种重金属离子印迹水凝胶球珠及其制备方法和应用 | |
| CN115155534A (zh) | 一种复合多糖生物质凝胶吸附剂的制备方法及其应用 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20210416 |