[發明專利]一種丙烯酸共聚物磁性多孔水凝膠吸附劑及其制法

在審

• 申請號: 202010826148.6
• 申請日: 2020-08-17
• 公開（公告）號: CN112029117A
• 公開（公告）日: 2020-12-04
• 發明（設計）人: 魏顯存
• 申請（專利權）人: 嵊州市鑒亭新材料科技有限公司
• 主分類號: C08J3/075
• 分類號: C08J3/075;C08L51/02;C08L1/04;C08K9/12;C08K3/22;C08F251/00;C08F220/06;C08F220/56;C08F220/20;C08F222/38;B01J20/26;B01J20/28;B01J20/30;C02F1/
• 代理公司: 北京風雅頌專利代理有限公司 11403
• 代理人: 于潔

本發明涉及水凝膠吸附劑技術領域，且公開了一種丙烯酸共聚物磁性多孔水凝膠吸附劑，包括以下配方原料：改性殼聚糖、納米Fe₃O₄?纖維素、引發劑、交聯劑、丙烯酸、丙烯酰胺、丙烯酸羥乙酯。該一種丙烯酸共聚物磁性多孔水凝膠吸附劑，通過原位生長法，在納米纖維素的表面生產磁性納米Fe₃O₄，均勻的分散在水凝膠中，使水凝膠形成大量的孔洞和孔隙結構，大幅增強了水凝膠的吸水性能，磁性納米Fe₃O₄賦予了水凝膠的磁性吸附性能，可以將陽離子金屬以及陽離子染料通過磁性吸附進入水凝膠內部的多孔結構中，馬來酸酐開環接枝改性殼聚糖，使殼聚糖與水凝膠很好的相容，殼聚糖的大量的羥基和氨基與銅、鎘、汞等陽離子進行配位絡合作用。

技術領域

本發明涉及水凝膠吸附劑技術領域，具體為一種丙烯酸共聚物磁性多孔水凝膠吸附劑及其制法。

背景技術

水污染是由有害化學物質造成水的使用價值降低或喪失，污染環境的水，人類生產活動造成的水體污染，污染物主要有：未經處理而排放的工業廢水；未經處理而排放的生活污水；大量使用化肥、農藥、除草劑而造成的農田污水；堆放在河邊的工業廢棄物和生活垃圾；過度開采，產生礦山污水，其中工業引起的水體污染最嚴重，工業廢水含污染物多，成分復雜，不僅在水中不易凈化，而且處理也比較困難，工業廢水所含的污染物因工廠種類不同而千差萬別，即使是同類工廠，生產過程不同，其所含污染物的質和量也不一樣，污染物主要包括有機污染物如有機溶劑、有機染料、芳香族化合物等，酸、堿、無機鹽，以及銅、鎘、汞、砷等重金屬化合物及其離子等，其中重金屬化合物及其離子污染最為嚴重，引起水環境持續惡化，導致的缺水和事故不斷發生。

目前對于廢水及污染水源中的重金屬離子及其化合物處理方法主要有，化學法如中和沉淀法、氧化還原法；物理法主要有吸附法、沉淀法等，污水處理主要產品有石英砂濾料、無煙煤濾料、聚合氯化鋁、活性炭、纖維球濾料等，水凝膠是一種極為親水的三維網絡結構凝膠，由于存在交聯網絡，水凝膠可以溶脹和保有大量的水，在水中迅速溶脹并在此溶脹狀態可以保持大量體積的水而不溶解，丙烯酸基水凝膠其制備方法簡單、原料成本低廉，是一種常見的水凝膠材料，但是丙烯酸基水凝膠中的功能性活性基團含量不高，并且不具有磁性，對重金屬離子及其化合物，以及陽離子有機染料的吸附性能較差，限制了丙烯酸基水凝膠吸附性能和污水凈化能力。

(一)解決的技術問題

針對現有技術的不足，本發明提供了一種丙烯酸共聚物磁性多孔水凝膠吸附劑及其制法，解決了丙烯酸基水凝膠中的功能性活性基團含量不高，并且不具有磁性，對重金屬離子及其化合物，以及陽離子有機染料的吸附性能較差的問題。

(二)技術方案

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種丙烯酸共聚物磁性多孔水凝膠吸附劑，包括以下按重量份數計的配方原料：7-30份改性殼聚糖、11-15份納米Fe₃O₄-纖維素、2-5份引發劑、2-4份交聯劑、25-32份丙烯酸、18-22份丙烯酰胺、12-15份丙烯酸羥乙酯。

優選的，所述引發劑為過硫酸胺。

優選的，所述交聯劑為N,N'-亞甲基雙丙烯酰胺。

優選的，所述改性殼聚糖制備方法包括以下步驟：

(1)向反應瓶中加入質量分數為2-4％的醋酸溶液和殼聚糖，將反應瓶置于油浴鍋中加熱至60-70℃，勻速攪拌至溶解，再加入馬來酸酐和縮合劑二環己基碳二亞胺，將溫度升至110-120℃，勻速攪拌反應10-15h。

(2)將溶液真空干燥除去溶劑，使用蒸餾水和二氯甲烷洗滌固體產物，并充分干燥，制備得到丙烯酸酯化的改性殼聚糖。

優選的，所述殼聚糖、馬來酸酐和二環己基碳二亞胺的質量比為1:2.5-3:6-8。