[發(fā)明專利]一種星型吸附劑及其制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710033951.2
• 申請(qǐng)日: 2017-01-18
• 公開（公告）號(hào): CN106693929A
• 公開（公告）日: 2017-05-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 葉樹峰;劉婭;錢鵬;呂翠翠;丁劍;陳運(yùn)法
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院過程工程研究所
• 主分類號(hào): B01J20/26
• 分類號(hào): B01J20/26;B01J20/30;C02F1/28;C02F1/62;C02F1/52;C02F1/56;C02F101/20
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司11332
• 代理人: 鞏克棟,侯桂麗

1.一種吸附劑，其特征在于，所述吸附劑包括具有絮凝作用的金屬氫氧化物顆粒和連接于金屬氫氧化物顆粒表面的多個(gè)接枝物，所述吸附劑呈星型結(jié)構(gòu)，所述星型結(jié)構(gòu)以金屬氫氧化物顆粒為中心，所述接枝物包括如式(Ⅰ)所示的結(jié)構(gòu)：

其中，所述m和n均為正整數(shù)，且m≥10，0≤y≤0.44m，1≤n≤6，所述R為H、CH₃、C₂H₅、C₃H₇或C₆H₅中的任意一種，所述A選自陽(yáng)離子型共聚單體、非離子型共聚單體或陰離子型共聚單體中的任意一種或至少兩種的組合形成的共聚鏈段的重復(fù)單元。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的吸附劑，其特征在于，所述具有絮凝作用的金屬氫氧化物顆粒選自氫氧化鋁顆粒、氫氧化鐵顆粒、氫氧化鋅顆粒或氫氧化鎂顆粒中的任意一種或至少兩種的組合；

優(yōu)選地，所述m的范圍為100-1000；

優(yōu)選地，所述金屬氫氧化物顆粒的粒徑為10-500nm，優(yōu)選為10-200nm；

優(yōu)選地，所述陽(yáng)離子型共聚單體選自二甲基二烯丙基氯化銨和/或甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨；

優(yōu)選地，所述非離子型共聚單體選自環(huán)糊精和/或接枝共聚物淀粉；

優(yōu)選地，所述陰離子型共聚單體選自丙烯酸和/或烯丙基磺酸鈉。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的吸附劑，其特征在于，所述接枝物與所述金屬氫氧化物顆粒的質(zhì)量之比為100:1-5:1。

4.根據(jù)權(quán)利要求1-3之一所述的吸附劑的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括如下步驟：

(1)將金屬氫氧化物膠體與丙烯酰胺單體和可選地共聚單體混合，之后，加入引發(fā)劑，進(jìn)行聚合反應(yīng)，再將反應(yīng)得到的凝膠制成膠液，抽提得到固相，將所述固相干燥得到有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化絮凝劑，所述有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化絮凝劑包括金屬氫氧化物顆粒和多個(gè)聚合物分子鏈，所述多個(gè)聚合物分子鏈連接于金屬氫氧化物顆粒表面，所述共聚單體選自陽(yáng)離子型共聚單體、非離子型共聚單體或陰離子型共聚單體中的任意一種或至少兩種的組合；

(2)將有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化絮凝劑溶解，調(diào)節(jié)pH值至4-13，之后將有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化絮凝劑、單醛和乙烯胺類化合物進(jìn)行Mannich反應(yīng)，乙烯胺類化合物接枝到有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化絮凝劑的聚合物分子鏈上，再與二硫化碳在堿性條件下反應(yīng)得到所述吸附劑；其中，所述乙烯胺類化合物的分子式為H(NHCH₂CH₂)_nNH₂，n＝1-6，所述單醛的分子式為RCHO，R＝H、CH₃、C₂H₅、C₃H₇或C₆H₅中的任意一種。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于，步驟(1)所述金屬氫氧化物膠體通過將銨鹽溶液和/或氨水滴加至金屬氯化物溶液中，控制滴加速率和攪拌速率得到，所述滴加速率為0.1-3.0mL/min，優(yōu)選為0.5mL/min，所述攪拌速率為1000-5000rpm，優(yōu)選為3000rpm；

優(yōu)選地，所述銨鹽和/或氨水與金屬氯化物的摩爾比為0.75:1-1.5:1。

6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的制備方法，其特征在于，步驟(1)所述金屬氫氧化物膠體與丙烯酰胺單體的質(zhì)量比為1:5-1:19；

優(yōu)選地，步驟(1)所述共聚單體的摩爾量與丙烯酰胺單體的摩爾量之比為(0.004-0.4):1；

優(yōu)選地，步驟(1)所述陽(yáng)離子型共聚單體選自二甲基二烯丙基氯化銨和/或甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨；

優(yōu)選地，步驟(1)所述非離子型共聚單體選自環(huán)糊精和/或接枝共聚物淀粉；

優(yōu)選地，步驟(1)所述陰離子型共聚單體選自丙烯酸和/或烯丙基磺酸鈉；

優(yōu)選地，步驟(1)所述引發(fā)劑的加入量為丙烯酰胺單體質(zhì)量的0.01％-3％；

優(yōu)選地，步驟(1)所述引發(fā)劑屬于氧化-還原體系，所述氧化劑為過硫酸銨，所述還原劑為亞硫酸氫鈉，所述氧化劑與還原劑的質(zhì)量比為1.05:1-2:1；

優(yōu)選地，步驟(1)所述的聚合反應(yīng)在30-90℃水浴條件下和惰性氣氛的密封體系中進(jìn)行；

優(yōu)選地，步驟(1)所述聚合反應(yīng)的時(shí)間為3-15h。