[發(fā)明專利]以Pickering 水基泡沫為模板構筑多孔重金屬吸附劑的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710713487.1
• 申請日: 2017-08-18
• 公開（公告）號: CN107442081B
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發(fā)明（設計）人: 朱永峰;王愛勤;王文波;康玉茹;宗莉;牟斌
• 申請（專利權）人: 中國科學院蘭州化學物理研究所
• 主分類號: B01J20/26
• 分類號: B01J20/26;B01J20/28;B01J20/30;C02F1/28;C02F101/20
• 代理公司: 蘭州智和專利代理事務所(普通合伙) 62201
• 代理人: 張英荷

本發(fā)明提供了一種以Pickering?水基泡沫為模板構筑多孔重金屬吸附劑的方法，是以改性黏土為泡沫穩(wěn)定劑，天然高分子為泡沫增稠劑，在引發(fā)劑、交聯(lián)劑存在下，聚合連續(xù)相中的功能單體，然后經脫水、真空干燥，得到一種多孔泡沫體吸附材料。本發(fā)明制備的多孔吸附材料不僅含有豐富的孔道結構，可大大提高對重金屬的吸附速率和吸附容量，而且具有非常好的可重復使用性能，用于重金屬污染水體治理具有使用方便和可回收利用等優(yōu)點。

技術領域

本發(fā)明涉及一種多孔重金屬吸附劑的構筑方法，尤其涉及一種以Pickering 水基泡沫為模板構筑多孔重金屬吸附劑的方法，屬于高分子材料技術領域。

背景技術

2015年《政府工作報告》提出實施水污染防治行動計劃（水十條），加強江河湖海水污染、水污染源和農業(yè)面源污染治理，實行從水源地到水龍頭全過程監(jiān)管的工作任務。要完成這一目標，不僅要從源頭進行嚴格監(jiān)管，還要強化科技支撐，攻關研發(fā)前瞻技術，加大對已污染水體的治理。

近年來，多孔材料具有快速吸附與解吸特點，在吸附分離過程中已經逐步被人們認識到。該種吸附劑不僅吸附效率高，可回收利用，而且可以通過孔壁改性使材料具有良好的吸附選擇性。因此，在重金屬污染水體治理方面具有使用方便、可回收利用等優(yōu)點。

目前制備多孔吸附劑的諸多方法中，以乳液模板法構筑多孔材料由于孔隙率高，孔結構規(guī)整、孔結構可調受到廣泛關注。但是用該技術構筑多孔材料均采用油包水或水包油乳液，材料的孔結構雖然豐富，但有機溶劑使用量大且難以回收利用。這不僅對環(huán)境造成極大的威脅，也極大的提高了用該種技術構筑多孔材料的成本。

近年來，人們逐漸意識到大孔材料在吸附分離過程中具有快速吸附與解吸特點，不僅吸附效率高且可回收利用，同時通過孔壁改性可使材料具有良好的選擇吸附性。水基泡沫體是一種水為連續(xù)相，空氣為分散相，表面活性劑或兩親性粒子為穩(wěn)定粒子的穩(wěn)定結構。以水基泡沫為模板構筑多孔材料是在制備穩(wěn)定水基泡沫的基礎上，聚合連續(xù)相中的單體，最終形成多孔材料。若水基泡沫中含有可聚合單體，即可聚合得到多孔材料。通過該方法制備多孔材料，制備過程不使用任何有機溶劑，聚合后的材料不需要有機溶劑進行洗脫，可以直接用于水處理，因此具有廣闊的應用前景。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是針對乳液模板構筑多孔重金屬吸附劑存在的問題，提供一種以Pickering 水基泡沫為模板構筑多孔重金屬吸附劑的方法。

一、Pickering水基泡沫為模板構筑多孔重金屬吸附劑

本發(fā)明以水基泡沫為模板，改性黏土為水基泡沫穩(wěn)定劑，天然高分子為泡沫增稠劑，在引發(fā)劑、交聯(lián)劑存在下，在連續(xù)相中聚合功能單體，再經脫水處理、真空干燥而得，其具體工藝為：將黏土及黏土改性劑分散于水中，在300~500rpm下攪拌2~6h；再加入天然高分子泡沫增稠劑、功能單體、交聯(lián)劑、引發(fā)劑，在300~2000 rpm下攪拌1~4h，得Pickering水基泡沫，然后在柱狀管中于30~70℃聚合4~48h；聚合產物經工業(yè)乙醇脫水處理，真空干燥，得到多孔吸附材料。

上述各原料按以下質量百分比進行配比：水30%~50%，黏土1.5%~10%，黏土改性劑0.5~5%，泡沫增稠劑1~20%，功能單體10~40%，交聯(lián)劑1~10%，引發(fā)劑0.2~10%。

作為泡沫穩(wěn)定劑的黏土為蒙脫石、伊利石、凹凸棒石、高嶺土、海泡石、埃洛石、累脫石中的一種。

黏土改性劑為脂肪醇聚氧乙烯醚、聚環(huán)氧乙烯烷基胺、聚氧乙烯與聚氧丙烯嵌段共聚物、甘油脂肪酸酯、山梨醇脂肪酸酯和失水山梨醇脂肪酸酯、油酸、十二烷基硫酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基三甲基溴化銨、十六烷基三甲基溴化銨、 (3-氨基丙基)三甲氧基硅烷、3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、硅酸四乙酯、氨丙基甲基二乙氧基硅烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷中的至少一種。