[發明專利]氨基多羧酸多孔材料及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201910261873.0
• 申請日: 2019-04-02
• 公開（公告）號: CN110078968B
• 公開（公告）日: 2021-06-08
• 發明（設計）人: 萬德成;金明;潘海燕
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: C08J9/28
• 分類號: C08J9/28;C08J9/40;C08J3/24;C08L79/02;C08L1/04;C08K3/36;B01J20/26
• 代理公司: 上海科律專利代理事務所(特殊普通合伙) 31290
• 代理人: 葉鳳

本發明提供了一種氨基多羧酸多孔材料及其制備方法和應用，其制備方法為將剛性顆粒分散于聚乙撐亞胺的水溶液內，并調節pH值，攪拌下加入油相，得到水包油型乳液；在水包油型乳液內加入交聯劑進行交聯，脫油脫水，并干燥得到多孔材料；將多孔材料加入含鹵代乙酸的水溶液內在堿性條件下進行反應，得到氨基多羧酸多孔材料；該多孔材料作為吸附劑使用時，可以通過調節pH值進行再生，一般對有機陰離子低pH值下吸附而高pH值下脫附；對有機陽離子高pH值下吸附而低pH值下脫附；吸附金屬離子則在中性附近進行，可在pH＝1?3條件下再生；與現有技術相比，本發明的氨基多羧酸多孔材料具有尺寸大、機械強度較高、易再生和易分離等特點。

技術領域

本發明屬于材料環保和分離技術領域，具體涉及一種氨基多羧酸多孔材料及其制備方法和應用。

背景技術

目前作為環境處理和分離凈化的吸附劑還有許多不足。例如，有的吸附劑尺寸太小，很難方便地從吸附體系中分離出來；有的吸附劑很難再生，比如吸附大尺寸直接染料后，由于染料和吸附劑間存在很強的不可逆范德華互補作用，很難脫附。此外，再生和重復利用，操作方便性等都對吸附劑提出了很高要求。

大孔多孔材料的制備一般都面臨兩個挑戰：低力學強度和表面難功能化。通過油包水濃乳液能方便地制備通孔材料，但所得的材料通常像粉筆一樣，很易脆斷成粉，形成二次污染。對其進行力學增強常常是高成本活動。表面官能團的精細設計也是重要挑戰，它直接決定材料的可再生性和吸附強度與效率。多孔材料的力學性能不足是普遍性問題，人們已經進行了很多嘗試，例如使用特定單體；使用親油性剛性顆粒作為添加劑；調控交聯均勻度等。目前通用性高和成本可接受的方案仍然非常缺乏。采用水包油性濃乳液體系制備多孔材料也有嘗試。許多商業化的增強微粒具有水分散性，可以直接用到水包油性濃乳液中，從而改善材料的力學強度。但是水包油濃乳液法形成的多孔材料表面一般親油，很難用到水性系統如水處理、水性體系等中，低成本和易操作性是吸附劑獲得實際應用的重要前提。

發明內容

針對現有技術中的不足，本發明的首要目的是提供一種氨基多羧酸多孔材料的制備方法。

本發明的第二個目的是制備上述氨基多羧酸多孔材料。

本發明的第三個目的是提供上述氨基多羧酸多孔材料的用途。

為達到上述目的，本發明的解決方案是：

一種氨基多羧酸多孔材料的制備方法，其包括如下步驟：

(1)、將剛性顆粒分散于聚乙撐亞胺的水溶液內，并調節pH值為10.5-12.5，攪拌下加入油相，得到水包油型乳液；

(2)、在水包油型乳液內加入交聯劑進行交聯，脫油脫水，并干燥得到多孔材料；將多孔材料加入含鹵代乙酸的水溶液內在pH＞7的條件下進行加熱反應，使殘留活潑氨基轉化為氨基多羧酸，得到氨基多羧酸多孔材料。

進一步地，步驟(1)中，剛性顆粒選自水分散性物質。

進一步地，步驟(1)中，剛性顆粒選自微晶纖維素、二氧化硅、二氧化鈦、膨潤土、高嶺土、四甲基銨基籠形聚倍半硅氧烷和碳酸鈣中的一種以上。

進一步地，步驟(1)中，剛性顆粒的粒徑為30nm-300μm。

進一步地，步驟(1)中，剛性顆粒的用量為氨基多羧酸多孔材料干重的10-60wt％。

進一步地，步驟(1)中，聚乙撐亞胺的數均分子量Mn為2×10³-7×10⁴。

進一步地，步驟(1)中，聚乙撐亞胺選自支化聚乙撐亞胺和線性聚乙撐亞胺中的一種以上。

進一步地，步驟(1)中，聚乙撐亞胺在聚乙撐亞胺的水溶液中的濃度為0.01-0.35g/mL。

進一步地，步驟(1)中，油相選自烷烴和石油醚中的一種以上。