[發明專利]一種嵌段共聚物包埋的納米零價鐵材料、制備方法及其應用

在審

• 申請號: 202010124021.X
• 申請日: 2020-02-27
• 公開（公告）號: CN111318267A
• 公開（公告）日: 2020-06-23
• 發明（設計）人: 陸強;孟軍;王麗;李菲;胡士彭
• 申請（專利權）人: 上海澄域環保工程有限公司
• 主分類號: B01J20/26
• 分類號: B01J20/26;B01J20/30;B01D53/02
• 代理公司: 上海洞鑒知識產權代理事務所(普通合伙) 31346
• 代理人: 黃小棟

本發明公開了一種嵌段共聚物包埋的納米零價鐵材料、其制備方法及應用。該制備方法包括：將兩親性嵌段共聚物和納米零價鐵溶于有機溶劑中，加水攪拌后減壓蒸餾；接著加入改性殼聚糖溶液在氮氣氛圍下攪拌反應；最后加入交聯劑在氮氣氛圍下攪拌反應，即得。與現有技術相比，本發明通過嵌段共聚物，根據疏水作用自組裝包埋納米零價鐵，制備得到兩親性嵌段共聚物包埋的納米零價鐵材料，以提高包埋后的納米零價鐵材料在地下水中的穩定性與分散性，最終實現對CAHs的高效吸附降解。

技術領域

本發明涉及一種嵌段共聚物包埋的納米零價鐵材料、制備方法及其應用。

背景技術

CAHs為揮發性有機物(VOCs)，大部分CAHs密度比水大，溶解度較低， 脂溶性很強。大多數CAHs具有急性或慢性毒性，長期接觸會導致肝臟、腎臟 及心臟畸形，致癌，廣泛應用于化工、皮革和干洗行業。

零價鐵還原技術在近年來已成為土壤和地下水氯代脂肪烴污染去除的重要 技術。本課題組針對場地地下水中CAHs的污染羽分布、遷移轉化規律、自然 衰減規律和修復材料進行相關研究，并已發表數篇高水平論文。但是在實際運 用修復材料去除地下水氯代脂肪烴過程中，遇到一些難以克服的問題，例如零 價鐵及其碳基復合材料在地下水中反應過快，未與目標CAHs接觸，就已經與 地下水中其他物質反應。

氣凝膠，作為一種納米多孔材料，具有納米顆粒構成的連續三維納米多孔 網絡結構，具有低密度、高孔隙率、高比表面積、大孔體積等特性。獨特的結 構特性使氣凝膠在吸附分離、水處理等方面具有良好的性能，在環保領域具有 廣泛的應用前景。

嵌段共聚物(block copolymer)，凝膠材料中的一種，是將兩種或兩種以上 性質不同的聚合物鏈段連在一起制備而成的一種高分子聚合物。具有特定結構 的嵌段聚合物的性質與簡單線形聚合物、許多無規共聚物、均聚物的混合物不 同，可作為界面改性劑應用等。近年來，利用嵌段共聚物與無機納米粒子自組 裝形成有機/無機復合功能性材料在諸多領域廣泛應用。例如藥物緩釋、化工等 各個領域。

本發明通過嵌段共聚物，根據疏水作用自組裝包埋納米零價鐵，制備得到 一種嵌段共聚物包埋的納米零價鐵材料，以提高包埋后的納米零價鐵材料在地 下水中的穩定性與分散性，最終實現對CAHs的高效吸附及降解。

發明內容

鑒于現有技術的上述缺陷，本發明所要解決的技術問題是零價鐵材料在修 復污染地下水中的反應過快，還未與目標CAHs接觸，就已經與地下水中其他 物質反應的問題。

兩親性嵌段共聚物包埋納米材料具有滲透性可控、水溶性以及生物相容性 良好等優點，在可控藥物釋放領域有良好的應用前景。但是在環境污染治理方 面的應用尚屬空白。理論上，嵌段共聚物的兩親性使得復合核殼材料既能穩定 地在水中分散，又能利用疏水性特點吸附疏水性污染物質，比如氯代脂肪烴等。 利用核內的納米材料對脂溶性污染物進行靶向去除，既能提高核內材料的抗氧 化能力，又能高效去除脂溶性污染物。

為實現上述目的，本發明提供了一種嵌段共聚物包埋的納米零價鐵材料的 制備方法：將嵌段共聚物和納米零價鐵溶于有機溶劑中，加水攪拌后減壓蒸餾， 經磁鐵分離后即得。

本發明還提供了一種嵌段共聚物包埋的納米零價鐵材料制備方法，包括如 下步驟：

將嵌段共聚物和納米零價鐵溶于有機溶劑中，加水攪拌后減壓蒸餾；

接著加入殼聚糖在氮氣氛圍下攪拌反應；

最后加入交聯劑在氮氣氛圍下攪拌反應，即得。

本發明還提供了一種嵌段共聚物包埋的納米零價鐵材料的制備方法，包括 如下步驟：

將嵌段共聚物和納米零價鐵溶于有機溶劑中，加水攪拌后減壓蒸餾；

接著加入殼聚糖在25～35℃、氮氣氛圍下攪拌反應1～3小時；