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CN108999032B - 一种改性植物纤维滤纸的制备方法 - Google Patents

一种改性植物纤维滤纸的制备方法 Download PDF

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CN108999032B CN201811046208.1A CN201811046208A CN108999032B CN 108999032 B CN108999032 B CN 108999032B CN 201811046208 A CN201811046208 A CN 201811046208A CN 108999032 B CN108999032 B CN 108999032B
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Abstract

本发明公开了一种改性植物纤维滤纸的制备方法，先将FeCl3·6H2O溶液和AgNO3溶液与木浆浆料混合均匀，以NaBH4作为还原剂，使反应生成的纳米银和纳米零价铁原位吸附在木浆浆料中的木浆纤维上，然后经过抄造、压榨、干燥得到改性植物纤维滤纸，再通过正硅酸乙酯的水解在改性植物纤维滤纸上原位沉积纳米二氧化硅膜层，最终得到改性植物纤维滤纸。本发明的制备方法经济、环保、无二次污染，而且加工方法简单，制得的滤纸对废水的处理效率高，还可多次重复使用。

Description

一种改性植物纤维滤纸的制备方法
技术领域
本发明涉及过滤材料技术领域，尤其涉及一种改性植物纤维滤纸的制备方法。
背景技术
随着人们生活水平的提高以及工业的迅速发展，越来越多的生活废水和工业废水排放到水体环境中，导致水污染愈发严重。我国是严重缺水的国家，水污染的治理在当前尤为重要。传统的净水材料价格昂贵，容易导致二次污染，难以满足日益增长的水处理的要求。寻找经济、高效、无二次污染污水治理方法，成为污水治理的热点。
植物纤维滤纸是指以木浆、棉短绒浆、麻浆、苇浆、草浆等为原料制成的滤纸，其主要原料是纤维素，具有资源丰富、可生物降解、无毒无污染等优点，可以满足水处理材料价格低廉、环保可降解的需求。201711088365.4公开了一种多功能改性滤纸的制备方法，以普通中性滤纸或定量滤纸为基材，通过聚乙烯亚胺氨化、戊二醛交联和原位还原纳米银粒子三个步骤，得到的多功能改性滤纸能够滤除水中多种微量重金属离子，杀灭病原微生物。201711386965.9公开了一种重金属离子过滤纸及其制备方法，先将硅酸钙原位负载在纤维上，然后抄造成滤纸，使其具备吸附截留废水中重金属离子的能力，通过普通过滤即可去除废水中的重金属。但是这些方法往往存在加工工艺复杂、处理效率低、重复使用性差等问题。
发明内容
本发明的目的就是为了提供一种改性植物纤维滤纸的制备方法，该方法经济、环保、无二次污染，而且加工方法简单，制得的滤纸对废水的处理效率高，还可多次重复使用。
一种改性植物纤维滤纸的制备方法，包括以下步骤：
(1)将木浆在打浆机上充分打浆直至打浆度为70-85°SR，然后调节浓度至1-1.5％，得到木浆浆料；
(2)向所述木浆浆料中加入相当于木浆浆料质量5-10％的FeCl3·6H2O溶液和3-5％的AgNO3溶液充分搅拌3-5h，然后在惰性气体保护条件下加入相当于木浆浆料质量40-50％的NaBH4溶液搅拌反应1-2h，得到改性滤纸浆料；
(3)向所述的改性滤纸浆料中加入相当于改性滤纸浆料绝干浆质量0.1-0.5％的湿强剂PAE和0.5-1％的干强剂MF，经过抄造、压榨、干燥得到改性植物纤维滤纸基纸；
(4)先将氨水、无水乙醇和水按质量比(1-2)：(40-50)：(5-10)混合均匀得到混合液，再将所述的改性植物纤维滤纸基纸浸渍于混合液中，然后在搅拌条件下缓慢滴加相当于所述混合液质量3-5％的正硅酸乙酯，滴加完毕后先真空浸渍0.5-1h，然后常压静置5-10h，洗涤、干燥后得到改性植物纤维滤纸。
所述FeCl3·6H2O溶液为0.03-0.05mol/L，AgNO3溶液为0.03-0.05mol/L，NaBH4溶液为0.05-0.1mol/L。
所述改性植物纤维滤纸基纸为150-250g/m2。
所述改性植物纤维滤纸基纸与混合液的质量比为1：(5-10)。
所述真空浸渍的条件为-(0.02-0.04)MPa。
本发明的有益效果如下：
本发明先将FeCl3·6H2O溶液和AgNO3溶液与木浆浆料混合均匀，以NaBH4作为还原剂，使反应生成的纳米银和纳米零价铁原位吸附在木浆浆料中的木浆纤维上，然后经过抄造、压榨、干燥得到改性植物纤维滤纸，再通过正硅酸乙酯的水解在改性植物纤维滤纸上原位沉积纳米二氧化硅膜层，最终得到改性植物纤维滤纸。本发明通过在植物纤维上均匀、高效地负载纳米银、纳米零价铁，大幅度提升了植物纤维滤纸的杀菌性能以及去除重金属离子、有机污染物的能力；并通过在负载纳米银、纳米零价铁后的植物纤维表面沉积纳米二氧化硅膜层，既抑制了纳米银、纳米零价铁的氧化，又能延缓植物纤维的降解，从而延长植物纤维滤纸的使用寿命，提高其重复使用率。本发明的制备方法经济、环保、无二次污染，而且加工方法简单，制得的滤纸对废水的处理效率高，还可多次重复使用，具有较高的应用价值。
具体实施方式
实施例1
一种改性植物纤维滤纸的制备方法，包括以下步骤：
(1)将木浆在打浆机上充分打浆直至打浆度为70°SR，然后调节浓度至1％，得到木浆浆料；
(2)向所述木浆浆料中加入相当于木浆浆料质量5％的充分搅拌3h，然后在惰性气体保护条件下加入相当于木浆浆料质量40％的NaBH4溶液搅拌反应1h，得到改性滤纸浆料；
(3)向所述的改性滤纸浆料中加入相当于改性滤纸浆料绝干浆质量0.1％的湿强剂PAE和0.5％的干强剂MF，经过抄造、压榨、干燥得到改性植物纤维滤纸基纸；
(4)先将氨水、无水乙醇和水按质量比1：40：5混合均匀得到混合液，再将所述的改性植物纤维滤纸基纸浸渍于混合液中，然后在搅拌条件下缓慢滴加相当于所述混合液质量3％的正硅酸乙酯，滴加完毕后先真空浸渍0.5h，然后常压静置5h，洗涤、干燥后得到改性植物纤维滤纸。
所述FeCl3·6H2O溶液为0.03mol/L，AgNO3溶液为0.03mol/L，NaBH4溶液为0.05mol/L。
所述改性植物纤维滤纸基纸为150g/m2。
所述改性植物纤维滤纸基纸与混合液的质量比为1：5。
所述真空浸渍的条件为-0.02MPa。
实施例2
(1)将木浆在打浆机上充分打浆直至打浆度为70°SR，然后调节浓度至1-1.5％，得到木浆浆料；
(2)向所述木浆浆料中加入相当于木浆浆料质量5％的FeCl3·6H2O溶液和5％的AgNO3溶液充分搅拌3h，然后在惰性气体保护条件下加入相当于木浆浆料质量40-50％的NaBH4溶液搅拌反应1h，得到改性滤纸浆料；
(3)向所述的改性滤纸浆料中加入相当于改性滤纸浆料绝干浆质量0.1％的湿强剂PAE和0.5％的干强剂MF，经过抄造、压榨、干燥得到改性植物纤维滤纸基纸；
(4)先将氨水、无水乙醇和水按质量比1：40：5混合均匀得到混合液，再将所述的改性植物纤维滤纸基纸浸渍于混合液中，然后在搅拌条件下缓慢滴加相当于所述混合液质量3％的正硅酸乙酯，滴加完毕后先真空浸渍0.5h，然后常压静置5-10h，洗涤、干燥后得到改性植物纤维滤纸。
所述FeCl3·6H2O溶液为0.05mol/L，AgNO3溶液为0.05mol/L，NaBH4溶液为0.1mol/L。
所述改性植物纤维滤纸基纸为150g/m2。
所述改性植物纤维滤纸基纸与混合液的质量比为1：5。
所述真空浸渍的条件为-0.02MPa。
实施例3
(1)将木浆在打浆机上充分打浆直至打浆度为85°SR，然后调节浓度至1-1.5％，得到木浆浆料；
(2)向所述木浆浆料中加入相当于木浆浆料质量10％的FeCl3·6H2O溶液和5％的AgNO3溶液充分搅拌5h，然后在惰性气体保护条件下加入相当于木浆浆料质量40-50％的NaBH4溶液搅拌反应2h，得到改性滤纸浆料；
(3)向所述的改性滤纸浆料中加入相当于改性滤纸浆料绝干浆质量0.5％的湿强剂PAE和1％的干强剂MF，经过抄造、压榨、干燥得到改性植物纤维滤纸基纸；
(4)先将氨水、无水乙醇和水按质量比1：50：10混合均匀得到混合液，再将所述的改性植物纤维滤纸基纸浸渍于混合液中，然后在搅拌条件下缓慢滴加相当于所述混合液质量5％的正硅酸乙酯，滴加完毕后先真空浸渍1h，然后常压静置5-10h，洗涤、干燥后得到改性植物纤维滤纸。
所述FeCl3·6H2O溶液为0.05mol/L，AgNO3溶液为0.05mol/L，NaBH4溶液为0.1mol/L。
所述改性植物纤维滤纸基纸为250g/m2。
所述改性植物纤维滤纸基纸与混合液的质量比为1：10。
所述真空浸渍的条件为-0.04MPa。
配制含Cr6+、Cd2+的溶液A 200mL，其中每种离子浓度均为100mg/L。配制含有有机污染物的溶液B 200mL，其CODcr为100mg/L。配制含有大肠杆菌的溶液C 100mL，其中大肠杆菌的浓度为104CFU/100mL。分别将溶液A、溶液B、溶液C用上述实施例制得的滤纸进行自然过滤后，去除率如表1所示。
表1
Figure BDA0001793353510000041
Figure BDA0001793353510000051
由表1可以看出，本发明方法制得的滤纸具有明显杀菌性能及去除重金属离子、有机污染物的能力，对废水的处理效率高。

Claims (3)

1.一种改性植物纤维滤纸的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将木浆在打浆机上充分打浆直至打浆度为70-85°SR，然后调节浓度至1-1.5%，得到木浆浆料；
（2）向所述木浆浆料中加入相当于木浆浆料质量5-10%的FeCl3·6H2O溶液和3-5%的AgNO3溶液充分搅拌3-5h，然后在惰性气体保护条件下加入相当于木浆浆料质量40-50%的NaBH4溶液搅拌反应1-2h，得到改性滤纸浆料；
（3）向所述的改性滤纸浆料中加入相当于改性滤纸浆料绝干浆质量0.1-0.5%的湿强剂PAE和0.5-1%的干强剂MF，经过抄造、压榨、干燥得到改性植物纤维滤纸基纸；
（4）先将氨水、无水乙醇和水按质量比（1-2）：（40-50）：（5-10）混合均匀得到混合液，再将所述的改性植物纤维滤纸基纸浸渍于混合液中，然后在搅拌条件下缓慢滴加相当于所述混合液质量3-5%的正硅酸乙酯，滴加完毕后先真空浸渍0.5-1h，然后常压静置5-10h，洗涤、干燥后得到改性植物纤维滤纸；
所述FeCl3·6H2O溶液为0.03-0.05mol/L，AgNO3溶液为0.03-0.05mol/L，NaBH4溶液为0.05-0.1mol/L；
所述改性植物纤维滤纸基纸与混合液的质量比为1：（5-10）。
2.根据权利要求1所述的一种改性植物纤维滤纸的制备方法，其特征在于，所述改性植物纤维滤纸基纸为150-250g/m2。
3.根据权利要求1所述的一种改性植物纤维滤纸的制备方法，其特征在于，所述真空浸渍的条件为-（0.02-0.04）MPa。
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