[發明專利]一種多孔球形交聯樹脂-氧化石墨烯復合吸附材料及其制備與應用

有效

• 申請號: 201710067396.5
• 申請日: 2017-02-06
• 公開（公告）號: CN106799215B
• 公開（公告）日: 2019-10-15
• 發明（設計）人: 王帥;鄭茹;吳曉;鐘宏;曹占芳
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: B01J20/26
• 分類號: B01J20/26;C02F1/28;B01J20/30;C08F126/10;C08F226/10;C08F220/14;C08F212/08;C08F212/36;C02F101/20;C02F101/22;C02F101/34
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所(普通合伙) 43114
• 代理人: 魏娟

1.一種多孔球形交聯樹脂-氧化石墨烯復合吸附材料，其特征在于：由改性氧化石墨烯填充在多孔球形交聯樹脂的孔洞中構成；所述改性氧化石墨烯由殼聚糖、N-烴酰胺基烴基羧酸、N-烴酰胺基烴基羥肟酸、乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺中至少一種改性試劑對氧化石墨烯進行化學改性得到。

2.根據權利要求1所述的多孔球形交聯樹脂-氧化石墨烯復合吸附材料，其特征在于：

所述改性氧化石墨烯的質量不低于多孔球形交聯樹脂質量的2％；

所述多孔球形交聯樹脂的粒徑范圍為0.2～2mm。

3.根據權利要求1或2所述的多孔球形交聯樹脂-氧化石墨烯復合吸附材料，其特征在于：

所述多孔球形交聯樹脂包括交聯聚N-乙烯基吡咯烷酮樹脂、交聯型聚苯乙烯樹脂、交聯型聚丙烯酸甲酯樹脂、交聯型聚甲基丙烯酸甲酯樹脂中至少一種。

4.制備權利要求1～3任一項所述多孔球形交聯樹脂-氧化石墨烯復合吸附材料的方法，其特征在于：將包括聚合單體、交聯劑、致孔劑、引發劑與改性氧化石墨烯在內的原料組分，或者將包括聚合單體、交聯劑、致孔劑、引發劑和氧化石墨烯及改性試劑在內的原料組分進行超聲分散后；與含分散劑的溶液進行混合，升溫至80～85℃進行懸浮聚合反應，熟化，即得多孔球形交聯樹脂-氧化石墨烯復合吸附材料I；或者，所述多孔球形交聯樹脂-氧化石墨烯復合吸附材料I在路易斯酸催化劑存在條件下，在80～100℃進行催化后交聯反應，即得多孔球形交聯樹脂-氧化石墨烯復合吸附材料II。

5.根據權利要求4所述的制備所述多孔球形交聯樹脂-氧化石墨烯復合吸附材料的方法，其特征在于：

所述聚合單體為N-乙烯基吡咯烷酮、苯乙烯、丙烯酸甲酯或甲基丙烯酸甲酯中至少一種；

所述引發劑為過氧化苯甲酰和/或偶氮二異丁腈；

所述引發劑的質量為聚合單體質量的1％～1.5％；

所述含分散劑的溶液為含0.5wt％～1wt％聚乙烯醇和2.6wt％～3.5wt％氯化鈉的混合溶液，或含1.5wt％～2.5wt％正辛酸和0.5wt％～1.5wt％甲基纖維素的混合溶液；

所述聚合單體與含分散劑的溶液的體積比為1:4～7；

所述交聯劑為N,N'-亞甲基雙丙烯酰胺和/或二乙烯苯；

所述交聯劑的質量為聚合單體質量的10％～80％；

所述致孔劑為質量比為2:2～4的甲苯和正庚烷；

所述致孔劑的質量為聚合單體質量的90％～130％；

所述改性氧化石墨烯的質量不低于聚合單體質量的2％；

所述氧化石墨烯與改性試劑的質量比為100:5～100。

6.根據權利要求4所述的制備所述多孔球形交聯樹脂-氧化石墨烯復合吸附材料的方法，其特征在于：

所述路易斯酸催化劑為無水三氯化鐵、無水三氯化鋁或對甲苯磺酸中至少一種；

所述路易斯酸催化劑質量為懸浮聚合產物質量的5％～30％。

7.根據權利要求4所述的制備所述多孔球形交聯樹脂-氧化石墨烯復合吸附材料的方法，其特征在于：

所述懸浮聚合反應的時間為4～6h；

所述熟化的時間為2～4h；

所述后交聯反應的時間為3～16h。

8.權利要求1～3任一項所述多孔球形交聯樹脂-氧化石墨烯復合吸附材料的應用，其特征在于：將其作為吸附材料應用于吸附水溶液體系中的有機物和/或重金屬離子。

9.根據權利要求8所述多孔球形交聯樹脂-氧化石墨烯復合吸附材料的應用，其特征在于：

所述有機物包括亞甲基藍、羅丹明B、活性黑5、天青、苯酚、雙酚A、水楊酸、對甲苯磺酸中至少一種；

所述重金屬離子包括錳離子、銅離子、鉛離子、鋅離子、鉻離子、鎘離子、汞離子、砷離子、鈷離子、鎳離子中至少一種。