專利名稱：一種經(jīng)表面處理的玻璃纖維、制備方法及應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及重金屬檢測及處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種經(jīng)表面處理的玻璃纖維及其制備方法，同時還涉及該玻璃纖維的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
很多重金屬離子對人體和環(huán)境能造成非常大的毒害作用，尤其是鎘離子和汞離子對環(huán)境和人體的傷害最大。例如鎘是公認的對人畜高度致毒和致癌的金屬，鎘離子濃度過高將引起人體一系列的生理疾病，例如腸胃紊亂、肌肉痙攣、骨損傷、神經(jīng)痛等。鎘污染可以伴隨著巖石泥土等自然溶解現(xiàn)象而發(fā)生，同時隨著人類的冶金工業(yè)的擴大，尤其是電鍍和電池工業(yè)的快速發(fā)展，鎘污染也在日益加劇。如果鎘和汞等重金屬離子進入人的食物鏈，它們將被逐步累積且難以消除，因此重金屬離子的檢測和處理在衛(wèi)生健康和環(huán)境保護領(lǐng)域非常重要。目前水中重金屬離子的處理領(lǐng)域，常用的工業(yè)方法有化學(xué)沉淀法、介孔分子篩吸附法和離子交換樹脂吸附法等，但這些方法都存在不同程度的不足，例如存在過濾分離麻煩、 處理不徹底、廢渣二次污染等問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種經(jīng)表面處理的玻璃纖維。同時，本發(fā)明的目的在于提供一種經(jīng)表面處理的玻璃纖維的制備方法。本發(fā)明的目的還在于提供一種經(jīng)表面處理的玻璃纖維在鎘離子檢測中的應(yīng)用。同時，本發(fā)明的目的還在于提供一種經(jīng)表面處理的玻璃纖維在水處理中的應(yīng)用。為了實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是一種經(jīng)表面處理的玻璃纖維，以普通玻璃纖維為原料，依次經(jīng)硅烷偶聯(lián)劑處理和重金屬螯合劑處理制得，普通玻璃纖維經(jīng)硅烷偶聯(lián)劑處理，硅烷偶聯(lián)劑與所述普通玻璃纖維表面實現(xiàn)化學(xué)結(jié)合，將硅烷偶聯(lián)劑處理后的玻璃纖維用重金屬螯合劑處理，重金屬螯合劑與所述硅烷偶聯(lián)劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，實現(xiàn)鍵合，制得經(jīng)表面處理的玻璃纖維。本發(fā)明所使用的硅烷偶聯(lián)劑為末端帶有氨基的偶聯(lián)劑， 本發(fā)明所使用的重金屬螯合劑與部分金屬離子配位后能產(chǎn)生熒光。一種經(jīng)表面處理的玻璃纖維的制備方法，包括以下步驟
(1)預(yù)處理玻璃纖維取直徑小于20微米的普通玻璃纖維，依次用濃硫酸、10%氫氧化鈉水溶液和丙酮清洗，之后用二次蒸餾水沖洗，干燥備用；
(2)用硅烷偶聯(lián)劑處理先將硅烷偶聯(lián)劑與甲醇、水混合，配制成混合溶液A，之后向混合溶液A中加入乙酸得混合溶液B，之后將步驟(1)處理得到的玻璃纖維放入混合溶液B 中，超聲波震蕩5 40分鐘，之后再靜置10 100分鐘，取出玻璃纖維，用丙酮沖洗后在 100 140°C干燥3 8小時；
(3)用重金屬螯合劑處理將重金屬螯合劑放入DMF中，再向所述DMF中加入N，N-二環(huán)己基碳二亞胺和1-羥基苯并三氮唑，之后室溫攪拌0. 5 5小時得混合溶液C，混合溶液C中重金屬螯合劑、N，N-二環(huán)己基碳二亞胺和1-羥基苯并三氮唑的重量比為重金屬螯合劑N，N-二環(huán)己基碳二亞胺1-羥基苯并三氮唑=1: (1 2): (1 2)，然后將步驟(2) 處理得到的玻璃纖維加入到混合溶液C中，室溫攪拌6 48小時，取出玻璃纖維，用丙酮沖洗，再在45 80°C真空干燥4 10小時，得玻璃纖維產(chǎn)品。所述的硅烷偶聯(lián)劑選自3-氨丙基三乙氧基硅烷、N-2-氨乙基-3-氨丙基三甲氧基硅烷和二乙烯三胺基丙基三甲氧基硅烷中的任一種。所述的重金屬螯合劑為M或N，其中M的結(jié)構(gòu)式見式(1)所示，N的結(jié)構(gòu)式見式(2) 所示，
權(quán)利要求
1.一種經(jīng)表面處理的玻璃纖維，其特征在于該玻璃纖維以普通玻璃纖維為原料，依次經(jīng)硅烷偶聯(lián)劑處理和重金屬螯合劑處理制得，普通玻璃纖維經(jīng)硅烷偶聯(lián)劑處理，硅烷偶聯(lián)劑與所述普通玻璃纖維表面實現(xiàn)化學(xué)結(jié)合，將硅烷偶聯(lián)劑處理后的玻璃纖維用重金屬螯合劑處理，重金屬螯合劑與所述硅烷偶聯(lián)劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，實現(xiàn)鍵合，制得經(jīng)表面處理的玻璃纖維。
2.—種權(quán)利要求1所述的經(jīng)表面處理的玻璃纖維的制備方法，其特征在于包括以下步驟(1)預(yù)處理玻璃纖維取直徑小于20微米的普通玻璃纖維，依次用濃硫酸、10%氫氧化鈉水溶液和丙酮清洗，之后用二次蒸餾水沖洗，干燥備用；(2)用硅烷偶聯(lián)劑處理先將硅烷偶聯(lián)劑與甲醇、水混合，配制成混合溶液A，之后向混合溶液A中加入乙酸得混合溶液B，之后將步驟(1)處理得到的玻璃纖維放入混合溶液B 中，超聲波震蕩5 40分鐘，之后再靜置10 100分鐘，取出玻璃纖維，用丙酮沖洗后在 100 140°C干燥3 8小時；(3)用重金屬螯合劑處理將重金屬螯合劑放入DMF中，再向所述DMF中加入N，N-二環(huán)己基碳二亞胺和1-羥基苯并三氮唑，之后室溫攪拌0. 5 5小時得混合溶液C，混合溶液C中重金屬螯合劑、N，N-二環(huán)己基碳二亞胺和1-羥基苯并三氮唑的重量比為重金屬螯合劑N，N-二環(huán)己基碳二亞胺1-羥基苯并三氮唑=1: (1 2): (1 2)，然后將步驟(2) 處理得到的玻璃纖維加入到混合溶液C中，室溫攪拌6 48小時，取出玻璃纖維，用丙酮沖洗，再在45 80°C真空干燥4 10小時，得玻璃纖維產(chǎn)品。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的玻璃纖維的制備方法，其特征在于所述的硅烷偶聯(lián)劑選自 3-氨丙基三乙氧基硅烷、N-2-氨乙基-3-氨丙基三甲氧基硅烷和二乙烯三胺基丙基三甲氧基硅烷中的任一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的玻璃纖維的制備方法，其特征在于所述的重金屬螯合劑為M 或N，其中M的結(jié)構(gòu)式見式(1)所示，N的結(jié)構(gòu)式見式(2)所示，
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的玻璃纖維的制備方法，其特征在于普通玻璃纖維、硅烷偶聯(lián)劑和重金屬螯合劑的重量比為普通玻璃纖維的重量硅烷偶聯(lián)劑的重量重金屬螯合劑的重量=(1 5): (0.1 2): (0.01 0.1)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的玻璃纖維的制備方法，其特征在于混合溶液A中甲醇、水和硅烷偶聯(lián)劑的體積比為甲醇水硅烷偶聯(lián)劑=(10 40) (0.5 2): (0.5 2)。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的玻璃纖維的制備方法，其特征在于乙酸的用量為乙酸體積混合溶液A體積=1 (50 100000)。
8.一種權(quán)利要求1所述的經(jīng)表面處理的玻璃纖維在鎘離子檢測中的應(yīng)用。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的經(jīng)表面處理的玻璃纖維在鎘離子檢測中的應(yīng)用，其特征在于將經(jīng)表面處理的玻璃纖維放入待測的水中，在50°C攪拌30分鐘，取出所述玻璃纖維，晾干，之后用365nm紫外光照射，所述玻璃纖維呈現(xiàn)藍綠色熒光時表明待測的水中含有鎘離子，所述玻璃纖維呈現(xiàn)藍紫色時表明待測的水中不含鎘離子。
10.一種權(quán)利要求1所述的經(jīng)表面處理的玻璃纖維在水處理中的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種經(jīng)表面處理的玻璃纖維及其制備方法，同時還公開了該玻璃纖維在鎘離子檢測和水處理中的應(yīng)用。該玻璃纖維以普通玻璃纖維為原料，依次經(jīng)硅烷偶聯(lián)劑處理和重金屬螯合劑處理制得，普通玻璃纖維經(jīng)硅烷偶聯(lián)劑處理，硅烷偶聯(lián)劑與所述普通玻璃纖維表面實現(xiàn)化學(xué)結(jié)合，將硅烷偶聯(lián)劑處理后的玻璃纖維用重金屬螯合劑處理，重金屬螯合劑與所述硅烷偶聯(lián)劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，實現(xiàn)鍵合，制得經(jīng)表面處理的玻璃纖維。本發(fā)明提供的經(jīng)表面處理的玻璃纖維的制備方法簡單，反應(yīng)條件溫和，易于分離，適于工業(yè)放大生產(chǎn)。本發(fā)明提供的經(jīng)表面處理的玻璃纖維在含重金屬的廢水檢測和處理領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用價值，尤其在重金屬污染較嚴重區(qū)域有廣闊的應(yīng)用前景。
文檔編號G01N21/64GK102173602SQ20111002415
公開日2011年9月7日 申請日期2011年1月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月21日
發(fā)明者喻淼, 張寧, 朱順青, 王世兵, 王文豪 申請人:黃淮學(xué)院