[發明專利]一種用于去除重金屬離子的聚天冬氨酸膨潤土復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201611013377.6
• 申請日: 2016-11-17
• 公開（公告）號: CN106622166B
• 公開（公告）日: 2019-07-16
• 發明（設計）人: 童東紳;陳煥新;吾石華;胡軍
• 申請（專利權）人: 浙江交通科技股份有限公司;浙江工業大學
• 主分類號: B01J20/26
• 分類號: B01J20/26;C08J3/24;C08L79/08;B01J20/30;C02F1/28;C02F101/20
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務所有限公司 33109
• 代理人: 尉偉敏

1.一種用于去除重金屬離子的聚天冬氨酸膨潤土復合材料的制備方法，其特征在于包括以下步驟：

（1）將順丁烯二酸酐和其質量5-20倍的去離子水混合，倒入反應釜中，在密閉條件下升溫到55-65℃，攪拌25-35min，轉速為500-2000r/min，使順丁烯二酸酐水解得到順丁烯二酸溶液；

（2）向反應釜中通入液氨，溫度為18-22℃，壓力為101000-102000Pa，流速為40-100mL/min，通液氨時間10-120min，繼續升高反應釜溫度到70-90℃，并控制反應釜內的壓力，攪拌反應100-140min，轉速為500-2000r/min，然后在75-85℃下烘干，得到順丁烯二酸銨鹽固體并備用；

（3）將順丁烯二酸銨鹽固體放入馬弗爐中，經焙燒后得到聚琥珀酰亞胺，研磨得到聚琥珀酰亞胺粉末備用；所述聚琥珀酰亞胺的分子量為4000-20000道爾頓；

（4）量取硅烷交聯劑，加入到無水乙醇和去離子水體積比為1:1的混合溶液中，形成分散液并備用；

（5）將膨潤土過80-200目篩，去除雜質，加入到上述分散液中，在室溫下攪拌均勻，攪拌速率為500-1000 r/min，攪拌時間0.5-1h，然后升溫到55-65℃，回流反應4.5-5.5h；

（6）將步驟（5）制得的混合溶液離心，轉速為4500-5500r/min，離心4-6min，取固體并用無水乙醇洗凈，在55-65℃下烘干，研磨，過80-200目篩，得到氨基改性膨潤土；

（7）將聚琥珀酰亞胺粉末與其重量10-20倍的N,N-二甲基甲酰胺溶液混合，采用超聲技術超聲處理10-20min，使聚琥珀酰亞胺溶解并備用；

（8）將氨基改性膨潤土分批加入到上述聚琥珀酰亞胺溶液中，超聲25-35min使其分散均勻，然后在30-40℃條件下反應，攪拌反應3.5-4.5h，攪拌速率為500-1000 r/min；其中，氨基改性膨潤土與聚琥珀酰亞胺的質量比為1:0.1-0.5；

（9）反應完畢后，用溶液體積1-3倍的無水乙醇沉析，離心，洗滌至中性，轉速為4500-5500r/min，離心時間4-6min，然后在55-65℃下烘干，研磨，過80-200目篩備用；

（10）將步驟（9）制得固體分散到體積比為1:1的無水乙醇和去離子水的混合溶液中，以4-6mL/min的速率滴加1.5-2.5mol/L的NaOH溶液對其水解，直到溶液的pH值為8.5-9.5，對反應后的產物用無水乙醇和去離子水洗滌數次，離心，轉速為7000-9000r/min，離心4-6min，得到固體復合材料，然后在40-80℃下烘干研磨，過80-200目篩，得到聚天冬氨酸膨潤土納米復合材料。

2.如權利要求1所述的一種用于去除重金屬離子的聚天冬氨酸膨潤土復合材料的制備方法，其特征在于，步驟（2）中，通液氨的量為順丁烯二酸和液氨的物質的量比為1:0.9-1.7。

3.如權利要求1所述的一種用于去除重金屬離子的聚天冬氨酸膨潤土復合材料的制備方法，其特征在于，步驟（2）中，反應釜內的反應壓力控制在1MPa-5MPa，所通氣體是二氧化碳、空氣或惰性氣體中的一種。

4.如權利要求1所述的一種用于去除重金屬離子的聚天冬氨酸膨潤土復合材料的制備方法，其特征在于，步驟（3）中，所述焙燒溫度為170-230℃，焙燒時間為2-8h。

5.如權利要求1所述的一種用于去除重金屬離子的聚天冬氨酸膨潤土復合材料的制備方法，其特征在于，步驟（4）中，所述硅烷交聯劑為γ-氨丙基三甲氧基硅烷和γ-氨丙基三乙氧基硅烷。

6.如權利要求1或5所述的聚天冬氨酸膨潤土復合材料制備方法，其特征在于，步驟（4）中，所述硅烷交聯劑為聚琥珀酰亞胺質量的1-10%。

7.如權利要求1所述的一種用于去除重金屬離子的聚天冬氨酸膨潤土復合材料的制備方法，其特征在于，所述的膨潤土為鈉基膨潤土、鈣基膨潤土、鎂基膨潤土。