基本信息
- 项目名称：
- 木质素改性酚醛树脂微球的制备与性能研究
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 科技发明制作A类
- 简介：
- 从绿色化工和环境综合治理的角度出发，研制一种成本较低且吸附容量较高的树脂显的很有必要，也是制备木质素-酚醛树脂微球的出发点。该微球利用了木质素这种廉价资源部分代替苯酚，具有成本较低的特点，这种将木质素高值化应用具有经济和环保双重意义；而且制得的树脂微球具有吸附容量高、可以回收利用和无二次污染的特点。
- 详细介绍：
- 本发明的目的是将造纸行业副产物--木质素替代部分苯酚，用于缩聚型酚醛吸附树脂微球的制备，该发明的基本思路在于通过木质素引入到缩聚型酚醛树脂微球，一方面提高吸附树脂的酚羟基含量，改善树脂的吸附性能，另一方面扩大生物质资源木质素的利用领域，具有重要意义。主要创新点是：木质素部分替代苯酚用于酚醛树脂的制备；采用水相悬浮聚合法克服了反相悬浮聚合分散剂成本高、毒性大、生产加工复杂及产量较低的缺点。主要指标：木质素的替代量为苯酚的10%，微球的粒度在20目与80目间，对铜离子的吸附量为49.7mg/g。
作品图片
作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 本发明的目的是将造纸行业副产物--木质素替代部分苯酚，用于缩聚型酚醛吸附树脂微球的制备，该发明的基本思路在于通过木质素引入到缩聚型酚醛树脂微球，一方面提高吸附树脂的酚羟基含量，改善树脂的吸附性能，另一方面扩大生物质资源木质素的利用领域，具有重要意义。主要创新点是：木质素部分替代苯酚用于酚醛树脂的制备；采用水相悬浮聚合法克服了反相悬浮聚合分散剂成本高、毒性大、生产加工复杂及产量较低的缺点。主要指标：木质素的替代量为苯酚的10%，微球的粒度在20目与80目间，对铜离子的吸附量为49.7mg/g。
科学性、先进性
- 本发明能够较好地解决酚醛吸附树脂现有生产技术中存在制备工艺复杂、成本高、产品吸附性能不理想、产物洗涤相对困难，对环境有污染等问题；同时利用木质素这种廉价且丰富的资源，将其高值化应用制成缩聚型吸附树脂微球，该方法具有对环境相对友好、制备步骤少的优点，所制备的产品成本低，球径分布均匀，吸附性能好，具有经济及环保的双重意义。
获奖情况及鉴定结果
- 福州大学挑战杯二等奖
作品所处阶段
- 实验室阶段
技术转让方式
- 无
作品可展示的形式
- 实物、产品
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 本发明对重金属离子及有机污染物具有较好吸附性能，在实验条件下得到产品对铜离子的吸附量为49.7mg/g。 木质素是自然界产量第二大的天然高分子，工业木质素主要来源于造纸废液，全世界每年可产生3×108 t，其中我国每年产生约5×107 t，木质素至今未得到广泛利用(工业木质素利用率<10%)，而且大部分作为废物排放，浪费资源，污染环境。本发明在于将木质素替代苯酚来制备缩聚型酚醛吸附树脂微球，是木质素高值化利用的一个重要途径，同时也是天然资源的再利用，具有重要的经济意义和社会意义。
同类课题研究水平概述
- 吸附树脂对金属离子进行吸附分离是含金属废水处理方法之一，具有处理容量大、出水水质好，可以使水及重金属资源得到回收利用，不会对环境产生二次污染等优点。酚醛吸附树脂是最早开发的合成吸附树脂，但商业化酚醛吸附树脂多数采用缩聚粉碎制得，多为不规则粒子且比表面积小。针对传统制备工艺的缺点，国内外展开了球形酚醛树脂制备研究，以酚和醛为主要原料，采用两步法加反相悬浮法制备球形树脂，但这种方法存在分散剂成本高，后处理麻烦及工序较多的缺点。本发明在于开发苯酚与甲醛在水相中缩聚并中直接成微球的制备工艺，将缩聚与成球耦合成一体，避免了两步法带来的繁琐，同时以水作为分散介质，产品后处理相对简单。 木质素分子结构类似苯酚，含有具有一定反应活性的甲氧基、酚羟基、醇羟基，可替代酚用来制备酚醛树脂、聚氨酯、聚酯、聚酰亚胺等。因木质素上的酚羟基、醇羟基与金属离子、胺基有较强的分子作用，对这类物质表现较强的吸附，所以木质素吸附剂的研究也相继展开，如朱建华等以变压汽油或变压汽油-氯苯的混合物为分散相，反相悬浮法制备球形木质素珠体，但产品交换容量较低，分散介质成本较高、毒性较大。蒋新元等以木质素磺酸钠、甲醛为原料，液体石蜡为有机相，利用反相悬浮聚合技术，制备木质素基树脂,研究了木质素基树脂对重金属离子Pb2 +、Cd2 +的吸附性能,研究表明木质素基树脂中羟基和磺酸基等含氧基团的存在，非常有利于重金属的吸附。范娟等以针叶木木质素磺酸钙(LS)为原料，盐酸作催化剂，甲醛为交联剂，液体石蜡作介质相，反相悬浮聚合制备了对阳离子染料具有吸附性能的微球树脂。该树脂合成工艺简单、成本较低、对阳离子染料的吸附性能优良，因而具有很好的应用前景。 本项目基于木质素分子结构特性，用木质素替代部分苯酚用于酚醛树脂微球的制备，一方面是利用木质素来改性酚醛树脂微球，提高其对金属离子的吸附性能，另一方面通过将这种造纸工业副产物的利用，降低酚醛吸附树脂的制造成本，同时也是木质素高附加值应用，因此本项目对天然资源的再利用和保护环境具有重要的经济意义和社会意义。
