本發(fā)明屬于化學技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種聚氨酯-2-氨基-3-羥基吡啶纖維的制備方法及其應(yīng)用。

背景技術(shù)：

人類物質(zhì)生產(chǎn)活動加劇，發(fā)生的食品污染事件層出不窮，其中重金屬是最危險的有害污染物質(zhì)之一。污染食物的重金屬主要指的是對人體毒害最大的5種重金屬：cr、hg、pb、cd以及as。重金屬可以在土壤中積累和動植物體內(nèi)富集，利用食物鏈傳遞進入人體，給人體生命健康帶來巨大風險，一旦人體內(nèi)重金屬含量超標會引起各種可怕疾病。食品中重金屬污染問題已引起全世界研究者的高度重視和深入研究，對不同種類食品中的重金屬污染進行監(jiān)測和分析檢測研究，對于評價食品質(zhì)量、保護人類健康和維持經(jīng)濟社會可持續(xù)健康發(fā)展具有重要的現(xiàn)實意義

重金屬鉻的氧化態(tài)從二價到六價，一般為三價形式，其中六價鉻是因為工業(yè)化使用導致其作為一種氧化態(tài)而大量存在。人體中鉻通常是三價的，若存在過量六價鉻離子會帶來一系列健康風險。在環(huán)境中，六價鉻通常以cro4^2-或hcro4^-的形式存在，而三價鉻則以cr(oh)n^(3-n)+的形式存在，鉻的毒性由六價鉻引起。食品是重金屬鉻的主要暴露源之一。

國內(nèi)外學者對食品中痕量重金屬的分析方法開展了廣泛深入地探討。常用的檢測方法有aas、uv-sp、afs、電化學法、xrf、icp-ms、比色法、酶聯(lián)免疫法等。此外，因為食品檢測的現(xiàn)實需要，單一分析方式滿足不了要求，多儀器聯(lián)用檢測技術(shù)因此愈來愈受到重視，如今已成為熱門研究領(lǐng)域。如hpce)和sp)聯(lián)用，hpce和icp-ms聯(lián)用，hplc和icp-ms聯(lián)用，iec與afs聯(lián)用等。

食品中重金屬檢測的基本特征主要是待檢測樣本數(shù)目龐大、檢測閾值較低，所以建立一種檢測成本底、靈敏度高、操作簡便的檢測方法對準確評價食品中重金屬的污染程度和保障人體健康有非常重大的意義。

螯合纖維是指一類通過交聯(lián)化反應(yīng)在纖維狀聚合物本體上接入各類活性基團制備的多配位型高聚物，能利用不同功能基與不同金屬離子的螯合作用獲得多元螯合物，對金屬離子具有較高的吸附容量和選擇性富集能力，在分離、富集及回收金屬離子以及海洋資源利用、污水處理、濕法冶金、分析檢測等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。近年來，國內(nèi)各種分離富集材料的研究逐漸活躍起來，這類材料所吸附的離子種類和材料本身的品種也不斷被拓廣，就材料形狀而言最主要是分為兩大類，一類是球形樹脂；另一類線形纖維。螯合纖維是近年發(fā)展起來的一類纖維狀吸附功能性高分子材料。與樹脂對比，螯合纖維的比表面積更大，約為樹脂的100倍，就算與大孔樹脂相比它的比表面積也要高出5～6倍，其纖細的外觀形狀使其與流體接觸時面積大，阻力小，更易擴散。因此，螯合纖維動力學特性優(yōu)異，吸附效率高，吸附容量大，洗脫比較容易，適宜用來吸附痕量重金屬離子。此外，螯合纖維擁有較高的柔性、機械韌性，可以以各種形貌使用，如：吸附柱等，滿足各種應(yīng)用場合的強度、密度、尺寸要求，被公認為吸附材料的主攻研究方向之一。目前，螯合纖維的種類也非常豐富。利用聚氨酯制備的功能性材料有廣泛的應(yīng)用性，特別是用于吸附富集各種重金屬離子，缺點就是選擇性方面往往不達標。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對以上缺點，提供了一種聚氨酯-2-氨基-3-羥基吡啶纖維，以達到獲得新型功能化螯合纖維，其性能穩(wěn)定、吸附容量大、選擇性專一、可完全洗脫，的目的。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取下述技術(shù)方案來實現(xiàn)：

本發(fā)明提供一種聚氨酯-2-氨基-3-羥基吡啶纖維制備方法，包括以下步驟：

步驟a，含有氨基甲酸酯基團的聚氨酯纖維的制備：三乙胺為催化劑，利用過量的二苯甲烷二異氰酸酯異構(gòu)體在聚氨酯纖維表面進行接枝反應(yīng)，制得表層生成自由的氨基甲酸酯基團的聚氨酯纖維；

步驟b檸檬酸接枝的聚氨酯纖維的制備：含有氨基甲酸酯基團的聚氨酯纖維與檸檬酸反應(yīng)，得到檸檬酸接枝的聚氨酯纖維；

步驟c，聚氨酯-2-氨基-3-羥基吡啶纖維：在檸檬酸接枝的聚氨酯纖維中加入配體2-氨基-3-羥基吡啶，反應(yīng)得到聚氨酯-2-氨基-3-羥基吡啶纖維。

進一步，步驟a中，聚氨酯纖維用甲苯清洗后，加入甲苯為溶劑升溫至50℃，再加入二苯甲烷二異氰酸酯異構(gòu)體、催化劑三乙胺，氮氣保護下攪拌反應(yīng)2h，過濾取出用甲苯清洗多次，制備得含有氨基甲酸酯基團的聚氨酯纖維。

進一步，步驟b中，含有氨基甲酸酯基團的聚氨酯纖維加入甲苯升溫至50℃，加入檸檬酸，引發(fā)劑過硫酸鉀，氮氣保護下攪拌反應(yīng)6h，實驗結(jié)束后纖維用無水乙醚清洗多次，并在50℃條件下真空干燥，制備得檸檬酸接枝聚氨酯纖維。

優(yōu)選的，步驟c中，反應(yīng)溶劑為甲苯。

進一步，步驟c中，檸檬酸接枝聚氨酯纖維中加入反應(yīng)溶劑甲苯，待纖維在溶劑中充分溶脹后加入配體2-氨基-3-羥基吡啶，通氮氣保護氣以150rpm的轉(zhuǎn)速勻速攪拌1-2h，將三頸瓶中的空氣除盡，將反應(yīng)溶劑升至反應(yīng)溫度并保持恒溫，繼續(xù)勻速攪拌反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后冷卻至室溫，依次用反應(yīng)溶劑、無水乙醇、丙酮、乙醚四種有機溶劑循環(huán)洗滌產(chǎn)物3-4次，于50℃真空干燥箱中烘干。

進一步，步驟c中反應(yīng)溫度為55℃。

進一步，配體與檸檬酸接枝聚氨酯纖維上羧基的摩爾比的比為4。

進一步，步驟c中反應(yīng)時間為10h。

本發(fā)明還提供一種聚氨酯-2-氨基-3-羥基吡啶纖維，所述聚氨酯-2-氨基-3-羥基吡啶纖維采用上述制備方法得到。

本發(fā)明還提供一種在聚氨酯-2-氨基-3-羥基吡啶纖維食品中重金屬的富集檢測中的應(yīng)用。

進一步，所述重金屬為六價鉻離子。

總之，本發(fā)明的有益效果為：

本發(fā)明的聚氨酯-2-氨基-3-羥基吡啶纖維選取2-氨基-3-羥基吡啶作為配體與自制的檸檬酸接枝聚氨酯纖維(puca)發(fā)生縮合反應(yīng)，制備了一種全新的螯合纖維：聚氨酯-2-氨基-3-羥基吡啶纖維(ahpf)。

本發(fā)明采用三乙胺為催化劑，利用過量的二苯甲烷二異氰酸酯異構(gòu)體(4，4-mdi)在聚氨酯(pu)纖維表面進行接枝反應(yīng)，使得表層生成自由的氨基甲酸酯基團(pu-nco)，再利用氨基甲酸酯基團與檸檬酸(ca)中羥基的高反應(yīng)性，在表面引入羧基活性基團(pu-ca)。pu-nco纖維的紅外表征顯示，除原始pu纖維的特征吸收峰(c-h，c＝o，ph)外，pu-nco纖維在2360cm-和2330cm-處存在突出的異氰酸酯基團特征吸收峰，并且在pu-ca纖維紅外譜圖中這一特征吸收峰沒有再出現(xiàn)。因此，本文選用檸檬酸作為中間體，制備出含有-cooh功能基的聚氨酯改性纖維(pu-ca)并以其為母體，與對cr(vi)離子具有良好螯合能力的有機雜環(huán)配體2-氨基-3-羥基吡啶發(fā)生縮合反應(yīng)，得到綜合性能優(yōu)良的新型功能螯合纖維。

本發(fā)明進一步獲得了ahpf纖維的最佳合成條件為：反應(yīng)溶劑為甲苯，反應(yīng)時間9.98h，反應(yīng)溫度為54.40℃，摩爾比4.02，得到預(yù)測最高轉(zhuǎn)化率為82.96％。

進一步的，ahpf纖維對cr(vi)有很好的選擇性吸附能力和吸附容量并且容易洗脫。靜態(tài)吸附研究結(jié)果表明，ahpf對cr(vi)離子飽和吸附量分別是196mg/g；動態(tài)吸附研究結(jié)果表明，ahpf對cr(vi)離子的動態(tài)吸附過程均符合thomas模型，動態(tài)飽和吸附量分別是216.3mg/g。在解吸實驗中，5％、硫脲溶液對ahpf上的cr(vi)離子的解吸率均為100％。sem、tga分別對ahpf吸附前后的結(jié)構(gòu)進行表征。結(jié)果證明，ahpf纖維通過氮原子與cr(vi)離子配位結(jié)合后熱穩(wěn)定性有所下降；ahpf纖維通過氮原子與cr(vi)離子配位結(jié)合后熱穩(wěn)定性有所提高。ahpf纖維分別在200℃以下適于對重金屬離子進行吸附-解吸操作。

進一步的，本發(fā)明提供了一種具有分離效果好、抗干擾能力強、檢測成本低等優(yōu)點的螯合纖維分離預(yù)富集-可見分光光度法檢測食品中重金屬含量的方法。方法提高了紫外-可見分光光度法的檢測限，使其有望在食品重金屬檢測中得到推廣應(yīng)用。

附圖說明

圖1是未經(jīng)過任何加工處理過的聚氨酯纖維在5000倍下的掃描電鏡圖。

圖2是puca在5000倍下的掃描電鏡圖。

圖3是實施例1制得的ahpf在5000倍下的掃描電鏡圖。

圖4是實施例1制得的ahpf吸附cr后的在5000倍下的掃描電鏡圖。

圖5是實施例1制得的puca和ahpf的紅外光譜圖。

圖6是反應(yīng)溫度對聚氨酯-2-氨基-3-羥基吡啶纖維轉(zhuǎn)化率的影響。

圖7是反應(yīng)摩爾比比對聚氨酯-2-氨基-3-羥基吡啶纖維轉(zhuǎn)化率的影響。

圖8是反應(yīng)時間對聚氨酯-2-氨基-3-羥基吡啶纖維轉(zhuǎn)化率的影響。

圖9是不同ph值下聚氨酯-2-氨基-3-羥基吡啶纖維對不同重金屬的吸附效果。

圖10是ahpf吸附cr(vi)的動力學曲線。

圖11是ahpf的動態(tài)解吸曲線。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明進行詳細描述。

實施例1

步驟一：

準確稱取2.0g原始pu纖維用甲苯清洗30min，放置于容量為500ml的三頸瓶中加入200ml甲苯升溫至50℃，在加入2.69ml二苯甲烷二異氰酸酯異構(gòu)體(4，4-mdi)、1.64ml催化劑三乙胺(tea)，氮氣保護下攪拌反應(yīng)2h，過濾取出用甲苯清洗數(shù)次，制備得pu-nco纖維。

步驟二：取上述纖維1.0g，放置于容量為250ml的三頸瓶中加入100ml甲苯升溫至50℃，加入200mg檸檬酸(ca)，適量引發(fā)劑過硫酸鉀，氮氣保護下攪拌反應(yīng)6h，實驗結(jié)束后的纖維用無水乙醚清洗數(shù)次，并在50℃條件下真空干燥，制備得檸檬酸接枝聚氨酯纖維(pu-ca)。

步驟三：

用電子天平準確稱取30mgpu-ca纖維，放置在容量為100ml的三頸瓶中，然后再加入80ml甲苯。待纖維在溶劑中充分溶脹后加入一定量的ahp配體，通氮氣保護氣以150rpm的轉(zhuǎn)速勻速攪拌1-2h，讓其將三頸瓶中的空氣除盡，快速地將反應(yīng)溶劑升至一定的溫度并保持恒溫，繼續(xù)勻速攪拌反應(yīng)一段時間。反應(yīng)結(jié)束后冷卻至室溫，依次用反應(yīng)溶劑、無水乙醇、丙酮、乙醚四種有機溶劑循環(huán)洗滌產(chǎn)物3-4次，得到ahpf于50℃真空干燥箱中烘干備用。

圖1是未經(jīng)過任何加工處理過的聚氨酯纖維在5000倍下的掃描電鏡圖。圖1可以看見，原始pu纖維的表面比較光滑、幾乎沒有斑點、凹印和裂紋等。

圖2是puca在5000倍下的掃描電鏡圖。圖2是puca在5000倍下的掃描電鏡圖。由圖2可以看出檸檬酸接枝后的纖維表面較接枝前略粗糙，凹印也有加深。

圖3是實施例1制得的ahpf在5000倍下的掃描電鏡圖。如圖3所示，ahpf纖維表面出現(xiàn)顆粒狀斑點，在經(jīng)過化學改性后，聚氨酯纖維結(jié)構(gòu)上的分子鏈交聯(lián)結(jié)合變得松散，再加上部分結(jié)晶區(qū)域的破壞，致使纖維的表面開始變得粗糙。

圖4是實施例1制得的ahpf吸附cr后的在5000倍下的掃描電鏡圖。

對比圖3和圖4，ahpf在吸附前的表面較為光滑，而吸附重金屬后出現(xiàn)了很多的均勻分布的針狀物質(zhì)。由前面的分析可知，針狀物質(zhì)很可能就是纖維對應(yīng)吸附的cr(vi)離子。

圖5是實施例1制得的ahpf的紅外光譜圖。如圖5所示，ahpf中1595cm^-1、1451cm^-1和1298cm^-1的吸收峰說明了六元雜環(huán)的存在。其中，1631cm^-1是雜環(huán)上c＝n共軛的伸縮振動峰；1208cm^-1附近的特征峰由c-n鍵的伸縮振動引起，說明ahp已經(jīng)成功地接枝到pu-ca纖維上。

ahpf的合成路線如下：

依據(jù)樣品中n的含量，螯合纖維的功能基轉(zhuǎn)化率以及功能基含量可以通過下列式子計算：

上式中，x為螯合纖維的功能基轉(zhuǎn)化率，f0為母體檸檬酸接枝氨綸纖維(pu-ca)中功能基含量(-coohmmol/g)，ne為配體分子中氮原子的數(shù)目，no

為pu-ca纖維的含氮量(％)，ne為合成后纖維的含氮量(％)，為合成反應(yīng)后纖維的增重量(g/mol)。

實施例2

將實施例1中步驟三的反應(yīng)溶劑更換為不同的溶劑，結(jié)果如下表所示。

表1ahpf在三種反應(yīng)溶劑下的元素分析結(jié)果

如表1所示，ahp與纖維螯合的最佳反應(yīng)溶劑為甲苯。

實施例3

在最佳反應(yīng)溶劑條件下，更換實施例1中步驟三不同的反應(yīng)溫度，其余完全同實施例1的步驟相同，從而探討反應(yīng)溫度對合成聚氨酯-2-氨基-3-羥基吡啶纖維功能基轉(zhuǎn)化率的影響。圖6是反應(yīng)溫度對聚氨酯-2-氨基-3-羥基吡啶纖維轉(zhuǎn)化率的影響。如圖6所示，當反應(yīng)溫度處在較低范圍(25℃-55℃)時，螯合纖維的功能基轉(zhuǎn)化率均隨溫度升高而增大，可能是因為溫度越高代表反應(yīng)體系能從外界獲得的能量越多，獲得能量的有機雜環(huán)配體變得更加活躍，加速向纖維上的活性位點擴散集中，使反應(yīng)進行的更加激烈，功能基轉(zhuǎn)化率不斷提高。但是當溫度繼續(xù)升高超過一定值后，過于活躍的雜環(huán)配體在到達活性位點前可能在反應(yīng)體系中變性分解，也就不適合繼續(xù)進行縮合反應(yīng)，反而使得轉(zhuǎn)化率有所下降。綜上，確定ahpf螯合纖維的最適反應(yīng)溫度為55℃。

實施例4

在最佳反應(yīng)溶劑、反應(yīng)溫度條件下，更換實施例1中步驟三不同的反應(yīng)摩爾比比，其余完全同實施例1的步驟相同，從而探討反應(yīng)摩爾比比對合成聚氨酯-2-氨基-3-羥基吡啶纖維功能基轉(zhuǎn)化率的影響。

圖7是反應(yīng)摩爾比比對聚氨酯-2-氨基-3-羥基吡啶纖維轉(zhuǎn)化率的影響。研究配體與母體摩爾比對螯合纖維功能基轉(zhuǎn)化率的影響，具有非常重要的實際意義。它不僅是我們確定最佳合成工藝條件的重要參數(shù)，還在節(jié)約資源、降低成本方面發(fā)揮著有益作用。從實驗結(jié)果來看，在不同的配體改性接枝纖維的實驗過程中，摩爾比的影響是不盡相同的。剛開始時，ahpf的功能基的轉(zhuǎn)化率隨著摩爾比增加而增大，在4∶1時達到最高值，繼續(xù)增大摩爾比，其中ahpf的功能基轉(zhuǎn)化率略有降低但總體趨于穩(wěn)定，最終確定ahpf的最佳反應(yīng)摩爾比為4。

實施例5

在上述最佳反應(yīng)溶劑、最佳反應(yīng)溫度、最佳反應(yīng)摩爾比的條件下，考察反應(yīng)時間對功能基轉(zhuǎn)化率的影響結(jié)果。

圖8是反應(yīng)時間對聚氨酯-2-氨基-3-羥基吡啶纖維轉(zhuǎn)化率的影響。

反應(yīng)時間在4h-8h之間，接枝纖維功能基轉(zhuǎn)化率的變化比較明顯，隨反應(yīng)時間的增加而增大；但是反應(yīng)8h以后，ahpf纖維的功能基轉(zhuǎn)化率隨時間增加而增加的幅度較之前有所減弱，當反應(yīng)時間大于10h后接枝纖維的功能基轉(zhuǎn)化率沒有大的變化，始終分別維持在78％-79％之間，這說明反應(yīng)時間也是影響反應(yīng)進程的重要因素?？s短反應(yīng)時間，反應(yīng)進行不徹底，大量的未反應(yīng)配體、未反應(yīng)活性位點遺留。延長反應(yīng)時間，有利于纖維活性位點的充分活化和配體充分擴散到位點上，有利于反應(yīng)充分進行，但超過一定時間，反應(yīng)基本達到平衡，轉(zhuǎn)化率也就不會進一步增大，可能是因為反應(yīng)達到平衡后，螯合纖維發(fā)生配體離解脫落或生成其他副產(chǎn)物從而使功能基轉(zhuǎn)化率降低。因此，延長時間有利于纖維和有機雜環(huán)配體徹底反應(yīng)，但超過一定時間，纖維的功能基轉(zhuǎn)化率呈現(xiàn)下降趨勢或者不再變化。因此，ahpf的最佳反應(yīng)時間分別是10h。

實施例6

靜態(tài)吸附實驗

精確稱取10mg的干燥纖維置于100ml的碘量瓶中，加25ml的hac-naac緩沖溶液浸潤24h后，加入一定濃度的金屬離子溶液5ml，以不加螯合纖維為空白對照，在一定溫度下于100rpm轉(zhuǎn)速的恒溫振蕩至平衡后，準確測量溶液中剩余離子的含量?；旌辖饘匐x子溶液可用icp法測定各金屬離子含量，單一cr(vi)離子溶液可用紫外分光光度法(50％的磷酸0.25ml以及0.2％的二苯基碳酰肼作為顯色劑，選用540nm為測定波長)測定濃度。按下式計算吸附量q。

式中co、ce分別是吸附前、吸附平衡后金屬離子溶液濃度(mg/ml)；q是螯合纖維的靜態(tài)飽和吸附量(mg/g)；v代表金屬離子溶液的體積(ml)；m是螯合纖維的重量(g)。

稱取一定量的重鉻酸鉀，配成濃度為1mg/l的cr(vi)的標準溶液，然后用去離子水將其稀釋成不同的濃度，以去離子水作為參比溶液，在波長為540nm下測上述各個溶液的吸光度值。進行空白校正后，得出不同吸光度值與cr(vi)的濃度之間的關(guān)系。當cr(vi)含量在0～0.2mg.l-1范圍內(nèi)時，吸光度值與六價鉻濃度呈良好的線性關(guān)系，其線性回歸方程為：y＝1.064x+0.002，式中x為比色管中鉻的濃度，單位為mg·l-1，相關(guān)系數(shù)為0.9992，cr(vi)標準曲線。

精確稱取15.0mg干燥ahpf置于碘量瓶中，分別加入25ml不同ph的緩沖溶液，浸泡24h后，移入5ml的一定濃度的混合金屬離子溶液，于室溫振蕩(100r/min)至吸附平衡。測定溶液中殘留的各種金屬離子的濃度，計算螯合纖維的對各種金屬離子的靜態(tài)飽和吸附量，以ph值為橫坐標與吸附量為縱坐標作圖，研究ph與纖維吸附性能的關(guān)系。圖9是不同ph值下聚氨酯-2-氨基-3-羥基吡啶纖維對不同重金屬的吸附效果。如圖9所示，ph對吸附量的影響很大，ahpf纖維表現(xiàn)出對cr(vi)具有選擇吸附性且吸附容量較高，而對其他五種重金屬離子的吸附量均較低，說明ahpf纖維對cr(vi)離子的選擇性吸附能力強，能夠達到分離的效果。

如圖9所示，ahpf纖維對cr(vi)離子的吸附量隨ph的變化而變化，在ph4.0～5.0范圍內(nèi)，ahpf纖維對cr(vi)離子的吸附量達到最高范圍而且能輕易與其他五種重金屬離子分離，隨著ph的升高，ahpf纖維對cr(vi)離子的吸附量明顯增大，在ph＝5時達到最大，吸附量為196mg/g，而當ph繼續(xù)增大時，吸附量反而降低。

實施例7

吸附動力學實驗

精確稱取15.0mgahpf置于碘量瓶中，加入最佳ph的緩沖溶液中充分浸泡24h，然后加入一定濃度的cr(vi)離子溶液5ml，分別在288k、298k和308k的溫度下100rpm振蕩吸附，間隔預(yù)定的時間，取樣測定溶液中金屬離子濃度，直至吸附試驗達到了平衡。

圖10是ahpf吸附cr(vi)的動力學曲線。如圖10所示，在0～10h的時間范圍內(nèi)，ahpf對cr(vi)吸附量均上升很快，推測因為初期金屬離子初始濃度較大，加上纖維中有足夠的吸附位點，金屬離子能較快分散到纖維的表面繼而被吸附，即表現(xiàn)為吸附速率較大；但隨著吸附的進行，螯合纖維上的活性位點逐漸減少，溶液中重金屬離子濃度逐漸降低時，吸附速率會受到空間阻礙及溶液和螯合纖維上重金屬離子之間的排斥作用而減小。另外，對于同一種纖維而言，其他參數(shù)相同僅升高溫度，其吸附量逐漸增加，這說明吸附是吸熱過程；在試驗溫度范圍內(nèi)，升溫可以加速吸附進行，提高吸附速率并增大飽和吸附量。

實施例8

動態(tài)吸附試驗

精確稱取100.0mg干燥ahpf，先使用最佳ph緩沖溶液充分浸泡24h，然后裝入φ3mm×30cm動態(tài)吸附柱中，之后用棉花封住吸附柱的底端和頂端。將用最佳吸附ph值的緩沖溶液配成的不同濃度的cr(vi)溶液以不同的流速進行過柱，分段收集一定體積的流出液并計算金屬離子濃度，直至流出液金屬離子濃度與流入液金屬離子濃度相等。以流出液的體積v為橫坐標，ci/c0為縱坐標作動態(tài)吸附曲線并按下式計算吸附量：

式中co、ci分別是流入液和流出液濃度(單位均為mg/ml)，v是流出液體積(ml)，m是干纖維質(zhì)量(g)。

從實驗結(jié)果得知，溶液流速和重金屬離子的初始濃度越大，穿透曲線斜率也就越大，達到吸附平衡的時間也就越短。這是因為隨著流速的增大，纖維與重金屬離子之間的接觸時間變短，即穿透體積減小，穿透曲線提前，不利于吸附；而重金屬離子初始濃度升高，傳質(zhì)推動力也隨之增大，使得螯合纖維能夠更快吸附飽和。由此可知，重金屬離子的初始濃度越大，流速越慢，越有利于動態(tài)吸附過程的進行。然而增大重金屬離子初始濃度可以使螯合纖維的飽和吸附量增加，但同時也會導致吸附柱的利用率下降。因此，0.1mg/ml和0.1ml/min是較為理想的初始濃度和流速。與靜態(tài)吸附時的飽和吸附量相比較，動態(tài)吸附由于可以一直保證螯合纖維與高濃度的重金屬離子接觸，其飽和吸附量會高于靜態(tài)吸附時的飽和吸附量。

實施例9

把已經(jīng)吸附飽和的纖維用緩沖溶液和去離子水過柱洗滌數(shù)次，直至柱子內(nèi)未被吸附的重金屬離子完全洗去，將解吸劑以0.10ml/min的速度流過已經(jīng)吸附飽和的纖維柱，至完全洗脫，以流出液濃度ce對其體積v作動態(tài)解吸曲線。

本實施例選擇解吸劑為5％硫脲溶液上柱對吸附飽和后的ahpf纖維進行動態(tài)解吸，解吸液流速均控制為0.1ml/min。結(jié)果見圖11所示，，吸附有cr(vi)的ahpf能被完全洗脫，30ml的5％硫脲溶液可將ahpf上cr(vi)完全解吸；。由圖11可以看出洗脫曲線峰窄而尖銳，沒有拖尾現(xiàn)象，洗脫較為徹底。由此看來，纖維的動態(tài)吸附效果很好，適于在實際應(yīng)用中重復(fù)利用，降低了成本。

應(yīng)用實例

本發(fā)明雖然已以較佳實施例公開如上，但其并不是用來限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，都可以利用上述揭示的方法和技術(shù)內(nèi)容對本發(fā)明技術(shù)方案做出可能的變動和修改，因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所做出的任何簡單修改、等同變化及修飾，均屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護范圍。