本發(fā)明屬于有機(jī)化工合成領(lǐng)域，具體涉及一種醋酸丁酸纖維素除金屬離子的方法。
背景技術(shù)：
1、醋酸丁酸纖維素(cab)是一種重要的纖維素混酸樹脂，自工業(yè)化以來，廣泛地被應(yīng)用于涂料、油墨等領(lǐng)域。其工業(yè)化生產(chǎn)方法主要包括活化、酯化、水解、中和、過濾、沉析、洗滌、干燥等步驟，由于在整個反應(yīng)過程中，醋酸或丁酸作為溶劑，不可避免地對設(shè)備會造成一定的腐蝕，腐蝕產(chǎn)物fe、ni、co等離子就會進(jìn)入到反應(yīng)體系中。由于金屬離子的量比較少，在過濾過程中無法除去，那么鐵離子就會被引入到最終產(chǎn)品cab中。cab在應(yīng)用時，主要是溶于各種溶劑中，而金屬離子的引入，會造成溶液發(fā)黃，或者與配方中其他物質(zhì)反應(yīng)生成副產(chǎn)物，影響cab的終端應(yīng)用。一般來說，下游客戶要求cab的金屬離子fe、ni、co含量均小于2ppm。
2、常見的除金屬離子方法為草酸除金屬離子法，鐵等離子被反應(yīng)生成草酸鐵等絡(luò)合物，在醋酸丁酸纖維素反應(yīng)液中的溶解度很低，可通過過濾除去絡(luò)合物，但實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，草酸反應(yīng)生成的草酸鐵等沉淀顆粒較小，沉淀性能較差，過濾效果差，脫除效率整體不高。
3、因此，如何脫除醋酸丁酸纖維素中的金屬離子，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，具有十分重要的意義。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于提供一種醋酸丁酸纖維素除金屬離子的方法，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：
2、一種醋酸丁酸纖維素除金屬離子的方法，包括以下步驟：
3、(1)捕集劑的制備：將鈦源與水在表面修飾劑中混合均勻，在80-150℃下反應(yīng)2-10小時，得到乳白色懸濁液，經(jīng)離心、冷凍干燥，得到表面修飾的納米片層二氧化鈦顆粒。
4、(2)金屬離子捕集：將納米片層二氧化鈦顆粒加入至醋酸丁酸纖維素反應(yīng)液中，攪拌均勻后，紫外線照射反應(yīng)液體系，經(jīng)離心除去固體，得到除金屬離子的醋酸丁酸纖維素反應(yīng)液，再經(jīng)沉析、過濾、洗滌等處理后，即可得到醋酸丁酸纖維素產(chǎn)品。
5、本發(fā)明中，步驟(1)所述的鈦源選自ticl4、ti(so4)2、ti(oc4h9)4、ti(oc2h5)4、ti(iso-oc3h7)4中的一種或多種，優(yōu)選ticl4；
6、本發(fā)明中，步驟(1)所述的表面修飾劑選自乙二醇、1，2-丙二醇、1，3-丙二醇、1，2-丁二醇、1，3-丁二醇、1，4-丁二醇中的一種或多種，優(yōu)選乙二醇；
7、本發(fā)明中，步驟(1)所述鈦源與水的質(zhì)量比為1：1-10，優(yōu)選1：5-7；
8、本發(fā)明中，步驟(1)所述水與表面修飾劑的質(zhì)量比為1：20-50，優(yōu)選1：30-40；
9、本發(fā)明中，步驟(1)所述離心在一些示例中采用離心機(jī)進(jìn)行離心，離心的轉(zhuǎn)速為5000-10000rpm，離心時間10-30min；所述冷凍干燥溫度為-50～-20℃，時間為3～6小時；
10、本發(fā)明中，步驟(2)所述納米二氧化鈦的加入量為醋酸丁酸纖維素反應(yīng)液的0.1wt％-1wt％，加入時反應(yīng)液的溫度為40～60℃；攪拌時間為0.2～1h；
11、本發(fā)明中，步驟(2)所述紫外光源，電流為5～10a，紫外強(qiáng)度1～2mw/cm2，光照時間為30min-120min；
12、本發(fā)明中，步驟(2)所述沉析、洗滌、干燥在一些示例中，具體為將醋酸丁酸纖維素反應(yīng)液用水進(jìn)行沉析，其中醋酸丁酸纖維素反應(yīng)液與水的質(zhì)量比為1:10～50，沉析過程中攪拌，攪拌速度為100-1000rpm，沉析完成后得到白色固體產(chǎn)品，經(jīng)固液分離后，固體產(chǎn)品用水洗滌至酸值＜300ppm，酸值合格的固體產(chǎn)品經(jīng)干燥得到醋酸丁酸纖維素產(chǎn)品。
13、本發(fā)明中，步驟(2)所述金屬離子為fe3+、co2+、ni2+等，反應(yīng)液中的金屬離子含量為10-100ppm，經(jīng)脫除后，醋酸丁酸纖維素產(chǎn)品中的各金屬離子含量均＜2ppm。
14、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益的效果：
15、(1)本發(fā)明提供了一種金屬離子捕集劑的制備方法，在該捕集劑中納米二氧化鈦為載體，片層狀的結(jié)構(gòu)提供較大的比表面積，經(jīng)二醇修飾后的二氧化鈦表面均勻分布羥基，增加其極性，即可增加與金屬離子的結(jié)合能力，由于二氧化鈦的光催化性，被捕集的金屬離子可被還原為金屬原子，不易脫附，從而降低醋酸丁酸纖維素中的金屬離子含量；
16、(2)本發(fā)明提供的捕集劑采用的原料來源廣泛，簡單易得，制備簡單，且需求量少，存儲長時間不變質(zhì)；
17、(3)本發(fā)明的方法不改變現(xiàn)有的工藝流程，不增加新的設(shè)備，固體分離簡單。
1.一種醋酸丁酸纖維素除金屬離子的方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，步驟(1)所述的鈦源選自ticl4、ti(so4)2、ti(oc4h9)4、ti(oc2h5)4、ti(iso-oc3h7)4中的一種或多種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，步驟(1)所述的表面修飾劑選自乙二醇、1，2-丙二醇、1，3-丙二醇、1，2-丁二醇、1，3-丁二醇、1，4-丁二醇中的一種或多種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，步驟(1)所述鈦源與水的質(zhì)量比為1：1-10，優(yōu)選1：5-7。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，步驟(1)所述水與表面修飾劑的質(zhì)量比為1：20-50，優(yōu)選1：30-40。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，步驟(1)所述離心的轉(zhuǎn)速為5000-10000rpm，離心時間為10-30min；和/或，冷凍干燥溫度為-50～-20℃，時間為3～6小時。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，步驟(2)所述納米片層二氧化鈦顆粒的加入量為醋酸丁酸纖維素反應(yīng)液的0.1wt％-1wt％，反應(yīng)液溫度為40～60℃。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，步驟(2)所述紫外線照射，電流為5～10a，紫外強(qiáng)度1～2mw/cm2，光照時間為30min-120min。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述方法，其特征在于，步驟(2)得到除金屬離子的醋酸丁酸纖維素反應(yīng)液后，經(jīng)沉析、過濾、洗滌處理得到醋酸丁酸纖維素產(chǎn)品。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述方法，其特征在于，醋酸丁酸纖維素產(chǎn)品中各金屬離子含量均＜2ppm。