[發明專利]一種復合樹脂氣凝膠及其在污水處理中的應用

在審

• 申請號: 202011366042.9
• 申請日: 2020-11-29
• 公開（公告）號: CN112604669A
• 公開（公告）日: 2021-04-06
• 發明（設計）人: 張倩茹
• 申請（專利權）人: 張倩茹
• 主分類號: B01J20/26
• 分類號: B01J20/26;B01J20/28;B01J20/30;B01J31/38;C02F1/28;C02F1/32;C02F9/08;C02F101/20;C02F101/30
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本發明提供一種復合樹脂氣凝膠，其由甲基丙烯酸縮水甘油酯、二乙烯基苯及乙二醇二甲基丙烯酸酯制成的有機樹脂與活化的纖維素復合后，再由3?α?呋喃基丙烯酸改性并經過循環冷凍干燥得到的；或者活化的纖維素與有機樹脂復合后，經過3?α?呋喃基丙烯酸改性并負載光催化劑后循環冷凍干燥得到的；本發明還提供了復合樹脂氣凝膠的具體制備方法及在污水處理中的應用方法，工藝簡單，效果優異，包裹在不銹鋼網格中使氣凝膠與污水有足夠大的接觸面積，保護了氣凝膠的完整性，使其可重復利用，本發明的復合樹脂氣凝膠孔隙率高、比表面積大且形狀恢復性能優良，對重金屬離子的吸附性能優良，可解析、再生，可實現多次循環使用，具有良好的應用潛力。

技術領域

本發明屬于廢水處理技術領域，尤其涉及一種復合樹脂氣凝膠及其在污水處理中的應用。

背景技術

隨著社會經濟、城市、工業的快速發展，各種生活污水、工業廢水的量也迅速增加，以致于水污染嚴重，同時人類也面臨著水資源短缺的問題，因此對于污水的處理再利用就變得越來越重要。而人工生產活動引起的水體污染中，工業引起的水體污染最嚴重，而社會的發展又離不開工業生產，但同時由于工業廢水中所含有的污染物種類千差萬別，所含的污染物的質和量也不同，使得工業污水治理非常困難。

對于一些要求廢水零排放的企業，由于廢水只能處理后再利用，但是廢水中又會含有大量的重金屬離子，而重金屬污染物不能自行分解為無害物質，只能在污水中發生形態的改變或在不同相之間進行轉移，其毒性并未得到根本的消除，所以若要排除毒性，必須把重金屬離子從污水中除去。氣凝膠具有一定的吸附能力，但是普通氣凝膠的吸附能力低、解吸與再生性能差，所以開發一種制備簡單、吸附能力強且易解吸、可循環利用的氣凝膠可大大降低成本、提高工作效率。

除此之外，工業污水中還常含有大量的難降解有機物，它們分子量大、毒性大、結構成分復雜，且長期殘留、具有半揮發性，會誘發致癌、致畸、致突變效應，對人類具有嚴重的危害。氧化鈦可以催化降解有機污染物，且光催化活性高、耐化學和光化學腐蝕、無毒，但是氧化鈦具有親水性，使它作為一種催化劑去催化降解某些污水時，會由于其親水性原因導致其在催化完成后無法進行回收利用；另外，由于二氧化鈦的光催化性能受限于光生電子空穴分離效率，而純相的二氧化鈦由于其光生電子空穴復合效率較高，也致使其光催化性能受限。

因此，需要開發一種能高效的將重金屬離子從污水中除去，同時充分發揮氧化鈦的光催化活性以降解有機污染物的方法。

發明內容

本發明的目的在于針對現有技術的不足，提供一種可高效降解污水中有機物并吸附去除重金屬離子的復合樹脂氣凝膠。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：

一種復合樹脂氣凝膠，其制備方法包括以下步驟：

一、稱取一定量的甲基丙烯酸縮水甘油酯、二乙烯基苯及乙二醇二甲基丙烯酸酯溶于溶劑中，加入引發劑使發生自由基聚合反應得到聚合物，聚合物濃縮干燥后得到有機樹脂；

二、稱取一定量的纖維素于冰乙酸溶液中活化處理6～8小時，抽濾、去離子水洗滌、烘干，之后與有機樹脂共同溶于去離子水中，并加入適量的交聯劑與助交聯劑，充分攪拌使混合均勻，升溫至40～60℃使發生交聯反應6～8小時，然后加入3-α-呋喃基丙烯酸并繼續升溫至70～80℃，緩慢加入對羥基苯甲醚，反應3～4小時，反應冷卻至室溫，調節pH至中性，去離子水浸泡洗滌，得到復合材料水凝膠，備用；

三、A：將步驟二制得的復合材料水凝膠通過循環冷凍干燥技術直接得到復合樹脂氣凝膠；或者

B：稱取一定量的光催化劑Fe₂O₃/ZnO/TiO₂復合物溶于去離子水中，加入適量的聚乙烯吡咯烷酮，攪拌均勻得到光催化劑溶液，將步驟二的復合材料水凝膠加入光催化劑溶液中，振蕩攪拌使催化劑負載在凝膠上，過濾、去離子水洗滌，之后通過循環冷凍干燥技術得到負載型復合樹脂氣凝膠。