[發明專利]一種用于表面污染物去除的可剝離水凝膠

有效

• 申請號: 202010630656.7
• 申請日: 2020-07-03
• 公開（公告）號: CN111763446B
• 公開（公告）日: 2022-02-11
• 發明（設計）人: 曹美文;姚明宇;沈陽;位強;田蓓;杜洪龍;張宇欣;丁榛;王生杰;夏永清
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）
• 主分類號: C09D105/04
• 分類號: C09D105/04;C09D5/20;C09D7/61;B08B7/00
• 代理公司: 蘇州攜智匯佳專利代理事務所(普通合伙) 32278
• 代理人: 溫明霞

本發明公開了一種去除基材表面污染物的水凝膠的制備方法及應用，屬于環境保護領域。將濃度為1–4wt％的海藻酸鈉(SA)水溶液涂覆于被污染的基材表面，然后在表面均勻噴灑1–4wt％的氯化鈣(CaCl₂)溶液，促使SA組分交聯形成水凝膠膜。表面污染物可以通過溶解、吸附等方式進入到水凝膠膜中，隨后將水凝膠膜從表面剝離，實現基材表面污染物的有效去除。同時，可以在上述SA溶液中添加氧化石墨烯(GO)或乙二胺四乙酸(EDTA)等活性吸附組分混合制備均一分散的稠溶液，然后進行表面涂覆并噴灑CaCl₂溶液誘導形成水凝膠膜，利用GO或EDTA提供的強吸附作用提高水凝膠膜對污染物的去除效果。

技術領域

本發明屬于環境保護技術領域，具體涉及一種可剝離水凝膠的制備及其在表面污染物去除中的應用。將濃度為1–4wt％的海藻酸鈉(SA)水溶液涂覆于被污染的基材表面，然后在表面均勻噴灑1–4wt％的氯化鈣(CaCl₂)溶液，促使SA組分交聯形成水凝膠膜。表面污染物可以通過溶解、吸附等方式進入到水凝膠膜中，隨后將水凝膠薄膜從表面剝離，可以有效地將污染物從基材表面去除。同時，可以在上述SA溶液中添加氧化石墨烯(GO)或乙二胺四乙酸(EDTA)等活性吸附組分來提高水凝膠膜對污染物的去除效果。該過程利用SA本身的親水性及活性吸附組分與基材表面污染物的絡合作用、氫鍵作用、靜電作用、π-π作用等，對污染物進行溶解和吸附，然后將水凝膠薄膜從基材表面剝離，實現方便高效的基材表面污染物去除。

背景技術

上世紀80年代，可剝離涂料發展勢頭迅猛，其實際用途也變得越來越廣泛。首先，可剝離涂料可以用于儀器設備的保護，在運輸、貯存及組裝過程保護表面免受擦傷、碰傷、磨損等。其次，設備儀器在儲存過程中，其表面容易被微生物、油污、潮氣等侵蝕，從而導致表面的化學腐蝕,導致性能下降甚至失效報廢，而涂覆可剝離涂料可以起到很好的防護作用。再者，在醫院、化驗室、制藥廠、核設備廠等地方，有許多有害物質沉積導致的儀器、裝置表面的污染，這些污染對從業人員來說是潛在的威脅。但是由于各種原因，這些表面通常不能用大量溶液進行清洗，因此導致清洗困難，去污時費時費力。舉例來說，對于精密的電子儀器設備，其表面污染物的去除是一個難點，不當的方式對儀器設備的影響很大，甚至會造成損壞。因此，對這類表面污染來說，開發方便且高效的去污方法具有突出的重要性。

目前來說，處理物體表面污染物的方法有多種，但大多方法使用范圍小，且成本較高，不適合大規模的使用。吸附法是一種有效的污染物處理方法，被廣泛用于水中污染物的處理，但在物體表面污染物的去除中研究較少，主要受限于合適可剝離表面吸附膜的制備。

本發明主要提供一種可剝離表面去污水凝膠的制備方法及其應用。該方法以SA溶液或者添加活性吸附組分GO或EDTA的SA的混合溶液在表面涂敷，然后在表面噴灑CaCl₂溶液誘導SA分子的交聯原位形成水凝膠薄膜，待表面污染物溶解吸附到水凝膠膜中后，將水凝膠薄膜從基材表面剝離，實現方便高效的基材表面污染物去除。

本發明具有以下突出優點：(1)本發明使用的材料環保無毒，安全性高；(2)本發明以溶液方式在表面進行涂敷成膜，溶液的流動性使其對表面形狀具有自適應性，對于凹凸不平的表面也能實現很好的覆蓋，形成緊密貼合的水凝膠薄膜；(3)本發明具有成膜快、易剝離、成本低的突出優點；(4)本發明利用SA本身的親水性及活性吸附組分與表面污染物的相互作用對污染物進行溶解和吸附，以一種類似于“富集”的作用把物體表面污染物集中到水凝膠中，去污效果好；(5)本發明水凝膠薄膜可以從表面完全剝離并進行集中收集，方便下一步污染物的統一處理。綜上，本發明可以實現快速去污，具有適應性強、對環境危害小等特點，是一種具有廣泛應用前景的新型材料。

發明內容

本發明提供一種可剝離水凝膠的制備及其在表面污染物去除中的應用，包括如下步驟：

(1)配制SA溶液或者添加活性吸附組分GO或EDTA的SA稠溶液，所配制溶液中各種組分濃度分別為：GO為0.1–1.5mg/mL(或者EDTA為1–25mg/mL)，海藻酸鈉為1–4wt％。