[發明專利]一種磁性高分子吸附材料、制備方法和應用

有效

• 申請號: 201711364158.7
• 申請日: 2017-12-18
• 公開（公告）號: CN107999037B
• 公開（公告）日: 2020-07-31
• 發明（設計）人: 周慶;姚志建;李愛民;焦偉;雙陳冬;李啟蒙;孫杰
• 申請（專利權）人: 南京大學;江蘇國創環保科技有限公司
• 主分類號: B01J20/26
• 分類號: B01J20/26;B01J20/28;B01J20/30
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 蔣海軍

本發明公開了一種磁性高分子吸附材料、制備方法和應用，屬于磁性高分子材料領域。其制備方法包括以下步驟：(1)制備磁性納米粒子；(2)將磁性納米粒子溶解于致孔劑中，分別加入N?乙烯吡咯烷酮、二乙烯苯和引發劑，使其混合均勻；(3)在水溶液中加入乳化劑、分散劑；在低于60℃條件下，加入一部分步驟(2)中配制的油相溶液，溫度升至60℃以上時加入其余油相溶液，攪拌反應，再進行沉淀、過濾、洗滌、干燥，最終得到磁性高分子吸附材料。所述材料粒徑在2～100μm之間，磁化強度為5～19.5emu/g，比表面積210～950m²/g，所述材料可應用于吸附溶液中的無機物及有機物、無機物及有機物的控制釋放以及不同物質的分離。

技術領域

本發明屬于高分子材料制備方法及其應用領域，具體涉及一種磁性高分子吸附材料及其制備方法與應用。

背景技術

近年來，磁性高分子聚合材料因其具備的較高吸附容量以及良好分離性能，在環境污染物前處理以及吸附去除等方面顯示了巨大的應用潛力。目前應用于環境領域的磁性高分子吸附材料主要分為兩大類，一類是離子交換型，另一類為具有高比表面積的超高交聯材料。

經檢索，現有技術已經公布了相關的申請案；中國專利號CN201010017687.1，公開日為2012.07.04的申請案公開了一種磁性丙烯酸系強堿陰離子交換樹脂的制備方法，該申請案中的磁性樹脂對水體中溶解性有機物、硝酸鹽、磷酸鹽等陰離子有較好的去除效果；中國專利號CN201010500161.9，公開日為2011.01.19的申請案公開了一種磁性弱酸系陽離子交換樹脂的合成方法，該申請案中的磁性樹脂主要用于氨氮和金屬等陽離子物質的去除，應用范圍有一定的局限性。

中國專利號CN201110426866.5，公開日為2012.06.27的申請案公開了一種高比表面積磁性微球樹脂及其制備方法和應用，該申請案中的材料對水體中的非極性以及電中性物質有非常優異的去除效率，然而對強極性或帶電的物質的去除效果并不理想。

基于現有技術的缺陷，中國專利號CN 201310106265.5，公開日為2013.06.19的申請案公開了一種磁性胺基修飾超高交聯樹脂及其制備方法；中國專利號CN201310330339.3，公開日為2014.01.08的申請案公開了一種弱酸修飾高比表面積磁性樹脂、其制備方法及其高效凈化微污染水體的方法；上述兩個申請案中開發的磁性材料均屬于基團修飾的超高交聯材料，這類材料既有豐富的孔道，又含有較高的離子交換能力，有效地擴大了磁性高分子材料的應用范圍。然而這類材料也存在不可避免的缺陷：1)很難做到同時具備很高的比表面積以及離子交換能力；2)需要針對目標物質修飾特定基團，難以適應對水體中有機物的廣譜性吸附。

經檢索，中國專利號CN201510603600.1，公開日為2015.11.11的申請案公開了一種親水性聚合物微球及其制備方法，該方法制備的材料對于親水性和疏水性污染物都有較好的吸附效果，該申請案的方法以N-乙烯吡咯烷酮、親油性的二乙烯苯為主要單體，按比例將N-乙烯吡咯烷酮、二乙烯苯和引發劑、致孔劑混合均勻，攪拌、升溫反應，反應結束后進行沉淀過濾、洗滌、再過濾和干燥，得到親水性聚合物微球；然而由于N-乙烯基吡咯烷酮是一種可與水完全互溶的高分子化合物，而二乙烯苯具有較強的疏水性，在聚合過程中兩者難以很好結合，利用該申請案的制備方法合成出的親水性聚合物微球整體產率不穩定，需要通過提高N-乙烯基吡咯烷酮的用量來提高親水性聚合物微球的親水性和比表面積，不具備大規模推廣價值；且制備出的材料不具備磁性，應用范圍較為局限，無法適應對水體中有機物的廣譜性吸附。

因此，如何制備具有一定磁性，同時具有高比表面積的分子吸附材料以適用于水體中有機物的廣譜性吸附是磁性高分子材料制備過程中需要繼續突破的難題。

發明內容

1.要解決的問題

針對現有技術中制備的磁性材料吸附具有局限性，不能適應對水體中有機物的廣譜性吸附的缺陷，本發明旨在提供一種粒徑均勻性好、磁性強、吸附性強的磁性高分子吸附材料。