基本信息
- 項目名稱：
- 木質素改性酚醛樹脂微球的制備與性能研究
- 小類：
- 能源化工
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 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，也是制備木質素-酚醛樹脂微球的出發(fā)點。該微球利用了木質素這種廉價資源部分代替苯酚，具有成本較低的特點，這種將木質素高值化應用具有經濟和環(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。
- 詳細介紹：
- 本發(fā)明的目的是將造紙行業(yè)副產物--木質素替代部分苯酚，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，另一方面擴大生物質資源木質素的利用領域，具有重要意義。主要創(chuàng)新點是：木質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、生產加工復雜及產量較低的缺點。主要指標：木質素的替代量為苯酚的10%，微球的粒度在20目與80目間，對銅離子的吸附量為49.7mg/g。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術關鍵和主要技術指標
- 本發(fā)明的目的是將造紙行業(yè)副產物--木質素替代部分苯酚，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，另一方面擴大生物質資源木質素的利用領域，具有重要意義。主要創(chuàng)新點是：木質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、生產加工復雜及產量較低的缺點。主要指標：木質素的替代量為苯酚的10%，微球的粒度在20目與80目間，對銅離子的吸附量為49.7mg/g。
科學性、先進性
- 本發(fā)明能夠較好地解決酚醛吸附樹脂現(xiàn)有生產技術中存在制備工藝復雜、成本高、產品吸附性能不理想、產物洗滌相對困難，對環(huán)境有污染等問題；同時利用木質素這種廉價且豐富的資源，將其高值化應用制成縮聚型吸附樹脂微球，該方法具有對環(huán)境相對友好、制備步驟少的優(yōu)點，所制備的產品成本低，球徑分布均勻，吸附性能好，具有經濟及環(huán)保的雙重意義。
獲獎情況及鑒定結果
- 福州大學挑戰(zhàn)杯二等獎
作品所處階段
- 實驗室階段
技術轉讓方式
- 無
作品可展示的形式
- 實物、產品
使用說明,技術特點和優(yōu)勢,適應范圍,推廣前景的技術性說明,市場分析,經濟效益預測
- 本發(fā)明對重金屬離子及有機污染物具有較好吸附性能，在實驗條件下得到產品對銅離子的吸附量為49.7mg/g。 木質素是自然界產量第二大的天然高分子，工業(yè)木質素主要來源于造紙廢液，全世界每年可產生3×108 t，其中我國每年產生約5×107 t，木質素至今未得到廣泛利用(工業(yè)木質素利用率<10%)，而且大部分作為廢物排放，浪費資源，污染環(huán)境。本發(fā)明在于將木質素替代苯酚來制備縮聚型酚醛吸附樹脂微球，是木質素高值化利用的一個重要途徑，同時也是天然資源的再利用，具有重要的經濟意義和社會意義。
同類課題研究水平概述
- 吸附樹脂對金屬離子進行吸附分離是含金屬廢水處理方法之一，具有處理容量大、出水水質好，可以使水及重金屬資源得到回收利用，不會對環(huán)境產生二次污染等優(yōu)點。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。針對傳統(tǒng)制備工藝的缺點，國內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。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，同時以水作為分散介質，產品后處理相對簡單。 木質素分子結構類似苯酚，含有具有一定反應活性的甲氧基、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。因木質素上的酚羥基、醇羥基與金屬離子、胺基有較強的分子作用，對這類物質表現(xiàn)較強的吸附，所以木質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素珠體，但產品交換容量較低，分散介質成本較高、毒性較大。蔣新元等以木質素磺酸鈉、甲醛為原料，液體石蠟為有機相，利用反相懸浮聚合技術，制備木質素基樹脂,研究了木質素基樹脂對重金屬離子Pb2 +、Cd2 +的吸附性能,研究表明木質素基樹脂中羥基和磺酸基等含氧基團的存在，非常有利于重金屬的吸附。范娟等以針葉木木質素磺酸鈣(LS)為原料，鹽酸作催化劑，甲醛為交聯(lián)劑，液體石蠟作介質相，反相懸浮聚合制備了對陽離子染料具有吸附性能的微球樹脂。該樹脂合成工藝簡單、成本較低、對陽離子染料的吸附性能優(yōu)良，因而具有很好的應用前景。 本項目基于木質素分子結構特性，用木質素替代部分苯酚用于酚醛樹脂微球的制備，一方面是利用木質素來改性酚醛樹脂微球，提高其對金屬離子的吸附性能，另一方面通過將這種造紙工業(yè)副產物的利用，降低酚醛吸附樹脂的制造成本，同時也是木質素高附加值應用，因此本項目對天然資源的再利用和保護環(huán)境具有重要的經濟意義和社會意義。
