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基本信息

項(xiàng)目名稱：
木質(zhì)素改性酚醛樹脂微球的制備與性能研究
小類：
能源化工
簡(jiǎn)介：
從綠色化工和環(huán)境綜合治理的角度出發(fā)，研制一種成本較低且吸附容量較高的樹脂顯的很有必要，也是制備木質(zhì)素-酚醛樹脂微球的出發(fā)點(diǎn)。該微球利用了木質(zhì)素這種廉價(jià)資源部分代替苯酚，具有成本較低的特點(diǎn)，這種將木質(zhì)素高值化應(yīng)用具有經(jīng)濟(jì)和環(huán)保雙重意義；而且制得的樹脂微球具有吸附容量高、可以回收利用和無二次污染的特點(diǎn)。
詳細(xì)介紹：
本發(fā)明的目的是將造紙行業(yè)副產(chǎn)物--木質(zhì)素替代部分苯酚，用于縮聚型酚醛吸附樹脂微球的制備，該發(fā)明的基本思路在于通過木質(zhì)素引入到縮聚型酚醛樹脂微球，一方面提高吸附樹脂的酚羥基含量，改善樹脂的吸附性能，另一方面擴(kuò)大生物質(zhì)資源木質(zhì)素的利用領(lǐng)域，具有重要意義。主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)是：木質(zhì)素部分替代苯酚用于酚醛樹脂的制備；采用水相懸浮聚合法克服了反相懸浮聚合分散劑成本高、毒性大、生產(chǎn)加工復(fù)雜及產(chǎn)量較低的缺點(diǎn)。主要指標(biāo)：木質(zhì)素的替代量為苯酚的10%，微球的粒度在20目與80目間，對(duì)銅離子的吸附量為49.7mg/g。

作品圖片

  • 木質(zhì)素改性酚醛樹脂微球的制備與性能研究
  • 木質(zhì)素改性酚醛樹脂微球的制備與性能研究
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作品專業(yè)信息

設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)

本發(fā)明的目的是將造紙行業(yè)副產(chǎn)物--木質(zhì)素替代部分苯酚，用于縮聚型酚醛吸附樹脂微球的制備，該發(fā)明的基本思路在于通過木質(zhì)素引入到縮聚型酚醛樹脂微球，一方面提高吸附樹脂的酚羥基含量，改善樹脂的吸附性能，另一方面擴(kuò)大生物質(zhì)資源木質(zhì)素的利用領(lǐng)域，具有重要意義。主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)是：木質(zhì)素部分替代苯酚用于酚醛樹脂的制備；采用水相懸浮聚合法克服了反相懸浮聚合分散劑成本高、毒性大、生產(chǎn)加工復(fù)雜及產(chǎn)量較低的缺點(diǎn)。主要指標(biāo)：木質(zhì)素的替代量為苯酚的10%，微球的粒度在20目與80目間，對(duì)銅離子的吸附量為49.7mg/g。

科學(xué)性、先進(jìn)性

本發(fā)明能夠較好地解決酚醛吸附樹脂現(xiàn)有生產(chǎn)技術(shù)中存在制備工藝復(fù)雜、成本高、產(chǎn)品吸附性能不理想、產(chǎn)物洗滌相對(duì)困難，對(duì)環(huán)境有污染等問題；同時(shí)利用木質(zhì)素這種廉價(jià)且豐富的資源，將其高值化應(yīng)用制成縮聚型吸附樹脂微球，該方法具有對(duì)環(huán)境相對(duì)友好、制備步驟少的優(yōu)點(diǎn)，所制備的產(chǎn)品成本低，球徑分布均勻，吸附性能好，具有經(jīng)濟(jì)及環(huán)保的雙重意義。

獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果

福州大學(xué)挑戰(zhàn)杯二等獎(jiǎng)

作品所處階段

實(shí)驗(yàn)室階段

技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式

無

作品可展示的形式

實(shí)物、產(chǎn)品

使用說明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)

本發(fā)明對(duì)重金屬離子及有機(jī)污染物具有較好吸附性能，在實(shí)驗(yàn)條件下得到產(chǎn)品對(duì)銅離子的吸附量為49.7mg/g。 木質(zhì)素是自然界產(chǎn)量第二大的天然高分子，工業(yè)木質(zhì)素主要來源于造紙廢液，全世界每年可產(chǎn)生3×108 t，其中我國(guó)每年產(chǎn)生約5×107 t，木質(zhì)素至今未得到廣泛利用(工業(yè)木質(zhì)素利用率<10%)，而且大部分作為廢物排放，浪費(fèi)資源，污染環(huán)境。本發(fā)明在于將木質(zhì)素替代苯酚來制備縮聚型酚醛吸附樹脂微球，是木質(zhì)素高值化利用的一個(gè)重要途徑，同時(shí)也是天然資源的再利用，具有重要的經(jīng)濟(jì)意義和社會(huì)意義。

同類課題研究水平概述

吸附樹脂對(duì)金屬離子進(jìn)行吸附分離是含金屬?gòu)U水處理方法之一，具有處理容量大、出水水質(zhì)好，可以使水及重金屬資源得到回收利用，不會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生二次污染等優(yōu)點(diǎn)。酚醛吸附樹脂是最早開發(fā)的合成吸附樹脂，但商業(yè)化酚醛吸附樹脂多數(shù)采用縮聚粉碎制得，多為不規(guī)則粒子且比表面積小。針對(duì)傳統(tǒng)制備工藝的缺點(diǎn)，國(guó)內(nèi)外展開了球形酚醛樹脂制備研究，以酚和醛為主要原料，采用兩步法加反相懸浮法制備球形樹脂，但這種方法存在分散劑成本高，后處理麻煩及工序較多的缺點(diǎn)。本發(fā)明在于開發(fā)苯酚與甲醛在水相中縮聚并中直接成微球的制備工藝，將縮聚與成球耦合成一體，避免了兩步法帶來的繁瑣，同時(shí)以水作為分散介質(zhì)，產(chǎn)品后處理相對(duì)簡(jiǎn)單。 木質(zhì)素分子結(jié)構(gòu)類似苯酚，含有具有一定反應(yīng)活性的甲氧基、酚羥基、醇羥基，可替代酚用來制備酚醛樹脂、聚氨酯、聚酯、聚酰亞胺等。因木質(zhì)素上的酚羥基、醇羥基與金屬離子、胺基有較強(qiáng)的分子作用，對(duì)這類物質(zhì)表現(xiàn)較強(qiáng)的吸附，所以木質(zhì)素吸附劑的研究也相繼展開，如朱建華等以變壓汽油或變壓汽油-氯苯的混合物為分散相，反相懸浮法制備球形木質(zhì)素珠體，但產(chǎn)品交換容量較低，分散介質(zhì)成本較高、毒性較大。蔣新元等以木質(zhì)素磺酸鈉、甲醛為原料，液體石蠟為有機(jī)相，利用反相懸浮聚合技術(shù)，制備木質(zhì)素基樹脂,研究了木質(zhì)素基樹脂對(duì)重金屬離子Pb2 +、Cd2 +的吸附性能,研究表明木質(zhì)素基樹脂中羥基和磺酸基等含氧基團(tuán)的存在，非常有利于重金屬的吸附。范娟等以針葉木木質(zhì)素磺酸鈣(LS)為原料，鹽酸作催化劑，甲醛為交聯(lián)劑，液體石蠟作介質(zhì)相，反相懸浮聚合制備了對(duì)陽(yáng)離子染料具有吸附性能的微球樹脂。該樹脂合成工藝簡(jiǎn)單、成本較低、對(duì)陽(yáng)離子染料的吸附性能優(yōu)良，因而具有很好的應(yīng)用前景。 本項(xiàng)目基于木質(zhì)素分子結(jié)構(gòu)特性，用木質(zhì)素替代部分苯酚用于酚醛樹脂微球的制備，一方面是利用木質(zhì)素來改性酚醛樹脂微球，提高其對(duì)金屬離子的吸附性能，另一方面通過將這種造紙工業(yè)副產(chǎn)物的利用，降低酚醛吸附樹脂的制造成本，同時(shí)也是木質(zhì)素高附加值應(yīng)用，因此本項(xiàng)目對(duì)天然資源的再利用和保護(hù)環(huán)境具有重要的經(jīng)濟(jì)意義和社會(huì)意義。
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