[發(fā)明專利]含有碳納米管的丙烯酰胺聚合物的制備方法及應(yīng)用

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811246021.6
• 申請(qǐng)日: 2018-10-24
• 公開（公告）號(hào): CN111085178A
• 公開（公告）日: 2020-05-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭衛(wèi)東;張勇;車萬里;嚴(yán)婕
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)石油化工股份有限公司;中國(guó)石油化工股份有限公司齊魯分公司
• 主分類號(hào): B01J20/26
• 分類號(hào): B01J20/26;B01J20/30;C02F1/28;C02F101/20
• 代理公司: 北京智橋聯(lián)合知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11560
• 代理人: 段嘯冉

本發(fā)明屬于高分子聚合物制造領(lǐng)域，特別是涉及含有碳納米管的丙烯酰胺聚合物的制備方法及應(yīng)用。該制備方法，包括以下步驟：(1)在超聲作用下，將碳納米管與丙烯酰胺單體混合，引發(fā)聚合，得到膠體；(2)將所述膠體造粒、烘干、粉碎、篩分，得到干粉顆粒形式的含有碳納米管的丙烯酰胺聚合物。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于高分子聚合物制造領(lǐng)域，特別是涉及含有碳納米管的丙烯酰胺聚合物的制備方法及應(yīng)用。

背景技術(shù)

有機(jī)高分子絮凝劑在污水處理過程中起著重要的作用，尤其是聚丙烯酰胺系列產(chǎn)品。目前，聚丙烯酰胺絮凝劑在污水處理過程中和無機(jī)高分子聚合物(如聚合氯化鋁、聚合硫酸鐵等)復(fù)合使用效果最佳。但一些含高價(jià)金屬離子的工業(yè)廢水，如印染、電鍍及特殊礦業(yè)等行業(yè)產(chǎn)生的廢水，即使有機(jī)高分子絮凝劑同無機(jī)絮凝劑合用，也很難將污水中的高價(jià)金屬離子去除至較低范圍內(nèi)。為了使處理后的排放水達(dá)標(biāo)，往往需要多種有機(jī)高分子絮凝劑同無機(jī)絮凝劑并用，這不僅增加了處理工序，也增加了成本。能否制造一種既高效經(jīng)濟(jì)又簡(jiǎn)單實(shí)用的污水處理劑，是污水處理行業(yè)及科研人員一直以來不斷研究的課題。隨著九十年代碳納米管及石墨烯的發(fā)現(xiàn)，納米材料具有優(yōu)異的光學(xué)、電學(xué)、力學(xué)等特性已被人熟知，并廣泛應(yīng)用在材料學(xué)、微納加工、能源、生物醫(yī)學(xué)及藥物傳遞等方面，被認(rèn)為是一種未來革命性材料。碳納米管及石墨烯優(yōu)異的吸附能力使它在環(huán)保行業(yè)發(fā)揮出極大的作用。

現(xiàn)有技術(shù)中，含有碳納米管或者石墨烯的丙烯酰胺聚合物一般是通過共混制備的，對(duì)廢水中的污染物的去除效率較低、效果較差。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明制備了一種對(duì)廢水中的金屬離子去除率高、含有碳納米管的高分子聚合物，通過超聲分散、優(yōu)化工藝條件等將碳納米管與丙烯酰胺聚合，從而獲得了目標(biāo)產(chǎn)物。

本發(fā)明提供了一種含有碳納米管的丙烯酰胺聚合物的制備方法，包括以下步驟：

(1)在超聲作用下，將碳納米管與丙烯酰胺單體水溶液混合，引發(fā)聚合，得到膠體；

(2)將所述膠體造粒、烘干、粉碎、篩分，得到干粉顆粒形式的含有碳納米管的丙烯酰胺聚合物。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，步驟(1)中，所述超聲的強(qiáng)度范圍為100W～400W，時(shí)間為10～20min。

當(dāng)將碳納米管與丙烯酰胺單體水溶液混合時(shí)，所述丙烯酰胺單體水溶液中，丙烯酰胺單體的重量含量為25％～35％。

步驟(1)中，將碳納米管與丙烯酰胺單體水溶液混合時(shí)，還需要加入一定量的去離子水。去離子水與碳納米管的重量比例如為1:10～1:15，例如1:10、1:12、1:13、1:15等。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，步驟(1)中，所述聚合的溫度為1～25℃，時(shí)間為4～5小時(shí)。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，步驟(1)中，所述引發(fā)聚合時(shí)使用的引發(fā)劑選自偶氮類引發(fā)劑或者氧化還原類引發(fā)劑。偶氮類引發(fā)劑例如可以是v50、v44等，氧化還原類引發(fā)劑例如可以是過硫酸銨、過硫酸鉀、亞硫酸氫鈉等。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，引發(fā)劑與碳納米管的重量之比為0.1：(40～60)，例如0.1:40、0.1:45、0.1:50、0.1:55、0.1:60等。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，步驟(1)中，所述混合操作之后，先進(jìn)行除氧操作，再進(jìn)行所述引發(fā)聚合。除氧操作例如可以是通惰性氣體，例如氮?dú)狻鍤獾取３醯臅r(shí)間例如為10～20min。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，步驟(1)中，所述碳納米管與所述丙烯酰胺單體的重量比為(1:15)～(1:25)，例如可以是1:15、1:17、1:19、1:20、1:22、1:25等。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，以重量百分?jǐn)?shù)計(jì)，所述膠體的含水量為60％-80％。