[發(fā)明專利]一種白炭黑-生物膠復(fù)合吸水材料的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011253809.7
• 申請(qǐng)日: 2020-11-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112210042B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-06-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬國(guó)富;韓洪峰;李小俠;李璐;彭輝;張哲;雷自強(qiáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西北師范大學(xué)
• 主分類號(hào): C08F251/00
• 分類號(hào): C08F251/00;C08F220/06;C08F222/38;C08F2/44;C08K7/26
• 代理公司: 蘭州錦知源專利代理事務(wù)所(普通合伙) 62204
• 代理人: 勾昌羽

本發(fā)明公開(kāi)了一種吸水材料的制備方法，包括生物膠與丙烯酸類單體聚合反應(yīng)，生成吸水材料，其特點(diǎn)在于：向所述聚合反應(yīng)中加入一定量的白炭黑。與現(xiàn)有技術(shù)使用油頁(yè)巖半焦、海泡石、黃土等作為無(wú)機(jī)組分相比，本發(fā)明以白炭黑為無(wú)機(jī)組分可顯著提高吸水材料的吸鹽性能，對(duì)0.9%氯化鈉溶液的吸水倍率達(dá)80g/g以上，可廣泛適用于節(jié)水農(nóng)業(yè)和生態(tài)修復(fù)等領(lǐng)域。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于高分子材料領(lǐng)域，具體涉及一種無(wú)機(jī)-生物膠復(fù)合吸水材料的制備方法。

背景技術(shù)

降低土壤表面蒸發(fā)就成為提高農(nóng)田水分利用效率的重要手段。其中，增加土壤保水和供水能力是最直接和有效的降低土壤表面蒸發(fā)途徑。

油頁(yè)巖半焦是低溫干餾技術(shù)生產(chǎn)頁(yè)巖油時(shí)產(chǎn)生的固體廢棄物，目前主要用于水泥廠熟料配料和發(fā)電廠燃料配煤，但隨著環(huán)保力度的加大，市場(chǎng)需求越來(lái)越小，只能采取露天堆放方式解決。為此，尋找油頁(yè)巖半焦廢棄物再利用新途徑已經(jīng)成為亟待解決的問(wèn)題。油頁(yè)巖半焦的主要礦物是片狀高嶺石，二氧化硅含量大，其次是碳等有機(jī)質(zhì)。因此，對(duì)油頁(yè)巖半焦進(jìn)行充分合理利用，既能夠變廢為寶，提高廢料的附加值，產(chǎn)生較好的經(jīng)濟(jì)效益，又可以實(shí)現(xiàn)環(huán)境保護(hù)的目的。

中國(guó)專利CN111171839?A公開(kāi)了一種以油頁(yè)巖半焦和黏土礦物為無(wú)機(jī)組分制備復(fù)合保水劑的方法，并具體公開(kāi)了：在300rpm攪拌下，將1.0g黃原膠溶于40mL水中，再加入5g油頁(yè)巖半焦和2.5g海泡石，得到均一分散液；通氮?dú)獬?0min，加入過(guò)硫酸銨1.8g，在80℃下保溫5min，逐滴加入單體和交聯(lián)劑混合液（將0.25g亞甲基雙丙烯酰胺溶于20g丙烯酸形成混合溶液），在80℃下聚合3h；置于100℃烘箱干燥4h，得到產(chǎn)物粉碎過(guò)40~80目篩。該保水劑在純水中的溶脹度為520g/g，在0.9%的氯化鈉溶液中溶脹度為45g/g。

“生物膠—黃土復(fù)合材料的制備及保水固沙性能研究（馮恩科，西北師范大學(xué)碩士學(xué)位論文，2015年）”公開(kāi)了以瓜爾膠（GG）或黃原膠（XG）、丙烯酸（AA）和黃土（loess）為原料，過(guò)硫酸銨（APS）為引發(fā)劑，N,N’-亞甲基雙丙烯酰胺（MBA）為交聯(lián)劑，采用水溶液聚合法制備了瓜爾膠接枝聚丙烯酸/黃土（GG-g-PAA/loess）復(fù)合高吸水性樹(shù)脂和黃原膠接枝聚丙烯酸/黃土（XG-PAA/loess）復(fù)合高吸水性樹(shù)脂。GG-g-PAA/loess?和XG-PAA/loess在蒸餾水中的最大吸水倍率（溶脹度）分別達(dá)到602g/g和610g/g，在0.9%的氯化鈉溶液中的最大吸水倍率分別達(dá)到45g/g和54g/g。

上述無(wú)機(jī)-生物膠復(fù)合吸水材料雖然對(duì)蒸餾水具有較高的吸水倍率，但吸0.9%氯化鈉溶液性能不高，而在實(shí)際應(yīng)用中吸水材料所吸收的液體大多是電解質(zhì)溶液，如尿液、血液及肥料水等，因此提高無(wú)機(jī)-生物膠復(fù)合吸水材料的吸鹽性能具有重要的應(yīng)用意義。

發(fā)明內(nèi)容

基于現(xiàn)有無(wú)機(jī)-生物膠復(fù)合吸水材料吸鹽性差的問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種制備無(wú)機(jī)-生物膠復(fù)合吸水材料的方法，以提高吸水材料的吸鹽性能。

一種吸水材料的制備方法，包括生物膠與丙烯酸類單體聚合反應(yīng)，生成吸水材料，其特點(diǎn)在于：向所述聚合反應(yīng)中加入一定量的白炭黑。

優(yōu)選地，所述制備方法的具體過(guò)程包括：

先將生物膠加入水中，混勻后加入引發(fā)劑；

再加入丙烯酸類單體、交聯(lián)劑和白炭黑，然后加熱反應(yīng)，生成所述吸水材料。

優(yōu)選地，所述生物膠為刺云實(shí)膠、沙蒿膠、黃原膠和瓜爾膠中的至少一種。

優(yōu)選地，所述丙烯酸類單體為丙烯酸和/或丙烯酰胺。

優(yōu)選地，所述交聯(lián)劑為N,N’-亞甲基雙丙烯酰胺、檸檬酸、硼酸和硼砂中的至少一種。

優(yōu)選地，所述引發(fā)劑為過(guò)硫酸銨和/或過(guò)硫酸鉀。

優(yōu)選地，反應(yīng)溫度為65~80℃，反應(yīng)時(shí)間為1~3小時(shí)。