[發明專利]海藻酸鈉/聚乙烯醇復合水凝膠及其制備方法與應用

在審

• 申請號: 201811148952.2
• 申請日: 2018-09-29
• 公開（公告）號: CN109535619A
• 公開（公告）日: 2019-03-29
• 發明（設計）人: 張國亮;張旭;張宇藩;徐澤海
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: C08L29/04
• 分類號: C08L29/04;C08L5/04;C08J3/075;C08J3/24;B01J20/28;B01J20/26;B01J20/24
• 代理公司: 杭州天正專利事務所有限公司 33201
• 代理人: 黃美娟;朱思蘭

一種海藻酸鈉/聚乙烯醇復合水凝膠，按如下方法制備得到：50℃下，將聚乙烯醇溶于水中，得到聚乙烯醇水溶液，然后將海藻酸鈉溶于所得聚乙烯醇水溶液中，得到復合水溶膠；將所得復合水溶膠進行脫氣處理，之后滴加到鋅鹽的水溶液中，轉變為復合水凝膠，用水清洗后，室溫干燥即得所述海藻酸鈉/聚乙烯醇復合水凝膠；本發明海藻酸鈉/聚乙烯醇凝膠的形成，只需要在水作為溶劑的條件下進行，鰲合金屬離子也是在水溶液中進行，制備操作過程簡單，經濟環保；所得復合水凝膠呈現出多孔的網狀結構，對染料分子具有很好的吸附作用。

(一)技術領域

本發明涉及一種海藻酸鈉(SA)/聚乙烯醇(PVA)復合水凝膠及其制備方法，以及作為吸附劑在亞甲基藍染料吸附中的應用。

(二)背景技術

隨著生活水平的不斷提高，紡織、造紙、制藥和化妝品等行業的迅速發展促進了染料的大量使用，據不完全統計，目前制備的染料種類多達10萬多種，約有超過10％以上的染料含量在制備和使用過程中被排放到環境中。大部分染料是有機化合物，它們進入水體后會污染環境，影響植物的光合作用和破壞水的生態平衡。此外，許多染料被認為是致癌，致突變和毒性，將染料廢水進行處理成為現在迫切的課題。亞甲基藍是一種廣泛應用的陽離子染料，又稱為堿性染料和鹽類染料，主要用于纖維的染色，排放到水體中會造成強度高，光彩艷麗和難降解等環境問題，對亞甲基藍染料的處理變得十分重要。

目前，處理染料廢水的方式主要有物理法、化學法和生物法，具體包括吸附、絮沉、氧化、臭氧化、膜過濾和離子交換等過程，這些方法可以成功實現廢水脫色的工業化，但是存在的缺陷是操作過程復雜，容易造成二次污染。吸附法是利用吸附劑對液體或者氣體中的一些組分進行吸附處理。常見的吸附劑有活性炭，氧化鋁，分子篩和金屬有機骨架等多孔材料，但是這些物質由于價格貴且吸附效果不好，無法滿足很好的染料吸附處理。近年來，不少研究者在制備吸附劑上研究深入。2011年，Safa等人利用稻殼作為基本材料，通過一定的處理過程實現了甲基橙和甲基紅36的脫除，并探討了吸附機理；2015年，Khattri利用甘蔗渣的多孔結構實現了染料廢水的處理。所以，探尋一種簡單地吸附劑制備方式進行染料的吸附過程，十分有價值。

(三)發明內容

本發明的目的是利用海藻酸鈉/聚乙烯醇復合水溶膠，通過鰲合豐富的金屬成核離子，以制備多孔的復合水凝膠，以及測試所得復合水凝膠在亞甲基藍水溶液中的脫色處理，研究它的吸附性。

本發明的技術方案如下：

一種海藻酸鈉/聚乙烯醇復合水凝膠，按如下方法制備得到：

(1)50℃下，將聚乙烯醇溶于水中，得到聚乙烯醇水溶液，然后將海藻酸鈉溶于所得聚乙烯醇水溶液中，得到復合水溶膠(淡黃色粘稠液體)；

所述聚乙烯醇、海藻酸鈉、水的質量比為3：0.25～1：100；

所述聚乙烯醇為低粘度的可溶性聚乙烯醇，醇解度為87.0％～89.0％，單體分子量為44.05；

(2)將步驟(1)所得復合水溶膠進行脫氣處理，之后滴加到鋅鹽的水溶液中，轉變為復合水凝膠，用水清洗后，室溫(20～30℃)干燥即得所述海藻酸鈉/聚乙烯醇復合水凝膠；

所述脫氣處理的方法為：將復合水溶膠超聲(功率800W)處理15min，靜置30min，即可去除殘余氣泡；

所述鋅鹽的水溶液中鋅離子的濃度為2mol/L，所述鋅鹽選自硝酸鋅、乙酸鋅或氯化鋅；

所述復合水溶膠與鋅鹽的水溶液的體積比為1：1。

本發明制得的海藻酸鈉/聚乙烯醇復合水凝膠可作為吸附劑應用于染料廢水的脫色處理。具體的，所述應用的方法為：

將所述海藻酸鈉/聚乙烯醇復合水凝膠加到亞甲基藍的水溶液中，振蕩吸附，通過測試溶液的紫外吸收光譜，獲得吸附效率；