[發(fā)明專(zhuān)利]一種改善廢棄聚氨酯載體表面生物相容性的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110044150.2
• 申請(qǐng)日: 2021-01-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112852006B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-05-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 籍國(guó)東;王亞芹
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 北京大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C08J9/36
• 分類(lèi)號(hào): C08J9/36;C08J9/40;C01B32/192;C02F3/34;C08L75/04
• 代理公司: 北京潤(rùn)澤恒知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11319
• 代理人: 茍冬梅

本發(fā)明提供了一種改善廢棄聚氨酯載體表面生物相容性的方法。該方法是將廢棄聚氨酯接枝乙二胺后再與羧基化石墨烯進(jìn)行反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)廢棄的聚氨酯載體改性。其中，由于在改性載體的表面引入的?CO?NH?、?COOH?等親水性基團(tuán)，能夠提高載體的親水性，從而增強(qiáng)了載體的生物相容性，有利于水處理微生物的固定；且改性后的新型載體比表面積增大，對(duì)微生物細(xì)胞在載體表面附著、繁殖形成生物膜有促進(jìn)作用，縮短載體的掛膜過(guò)程。同時(shí)，本發(fā)明提供的通過(guò)改變載體表面基團(tuán)及表面結(jié)構(gòu)的羧基化石墨烯改性聚氨酯載體的改性方法，具有方法簡(jiǎn)單、改性載體的熱穩(wěn)定性強(qiáng)及掛膜時(shí)間短等特點(diǎn)，在污水處理領(lǐng)域具有很好的應(yīng)用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及高分子載體改性領(lǐng)域，其主要涉及一種改善廢棄聚氨酯載體表面生物相容性的方法。

背景技術(shù)

在污水處理中，聚氨酯載體由于本身空隙度高、比表面積大等特點(diǎn)，被廣泛作為微生物固定化載體。聚氨酯載體呈多孔狀，表面和內(nèi)部均可負(fù)載微生物，既可以生物膜法為主獨(dú)立運(yùn)行，也可投放到活性污泥處理池以提高處理效率，被廣泛用作水污水處理的常用載體。但通過(guò)實(shí)際工程應(yīng)用發(fā)現(xiàn)，聚氨酯載體存在微生物掛膜時(shí)間長(zhǎng)、生物膜易脫落等問(wèn)題。本領(lǐng)域技術(shù)人員研究發(fā)現(xiàn)，通過(guò)改性技術(shù)，可以改善聚氨酯載體的親水性，以增強(qiáng)載體的生物相容性。

然而，現(xiàn)有技術(shù)中，常采用聚陰離子、聚陽(yáng)離子或重氮鹽對(duì)聚氨酯載體進(jìn)行自組裝的混合改性，這些改性方法，由于需要通過(guò)控制反應(yīng)條件以控制層-層自組裝后的層結(jié)構(gòu)，因而，存在改性方法難操作、不易控制等問(wèn)題。同時(shí)，這些改性方法，所采用的改性物料(聚陰離子、聚陽(yáng)離子或重氮鹽)，存在一定的污染性和危險(xiǎn)性，不易于工業(yè)化生產(chǎn)。同時(shí)，現(xiàn)有技術(shù)中所使用的聚氨酯載體是直接購(gòu)買(mǎi)的，則對(duì)于制造商而言，還存在經(jīng)濟(jì)投入過(guò)大的問(wèn)題。

因而，本領(lǐng)域技術(shù)亟需一種新型的改善廢棄聚氨酯載體表面生物相容性的方法。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述問(wèn)題，鑒于聚氨酯載體抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)，可以對(duì)聚氨酯載體進(jìn)行回收利用，因而，本發(fā)明提供了一種新型的改善廢棄聚氨酯載體表面生物相容性的方法，以通過(guò)清潔、輕污染、低危險(xiǎn)性的改性方法，對(duì)再利用聚氨酯載體表面的生物相容性進(jìn)行改性，從而縮短微生物在再利用聚氨酯載體表面的掛膜時(shí)間，提高微生物與載體表面的結(jié)合穩(wěn)定性，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)廢棄的聚氨酯載體進(jìn)行再利用，并同時(shí)解決了再利用聚氨酯載體中生物膜易脫落等問(wèn)題。

本發(fā)明提供了一種改善廢棄聚氨酯載體表面生物相容性的方法，所述方法包括：

步驟1，通過(guò)紫外燈對(duì)洗凈的廢棄聚氨酯，進(jìn)行照射，得到第一中間產(chǎn)物；

步驟2，向所述第一中間產(chǎn)物中加入乙二胺水溶液后，置于反應(yīng)釜中，進(jìn)行第一反應(yīng)，并對(duì)反應(yīng)后的第一中間產(chǎn)物進(jìn)行清潔、干燥，得到第二中間產(chǎn)物；

步驟3，通過(guò)氫氧化鈉和一氯乙酸，對(duì)氧化石墨烯進(jìn)行羧基化，使氧化石墨烯上的羥基和環(huán)氧基轉(zhuǎn)化為羧基，得到羧基化石墨烯；

步驟4，將步驟3得到的羧基化石墨烯，超聲均勻分散于去離子水中，配置羧基化石墨烯分散液；

步驟5，將所述第二中間產(chǎn)物浸入到所述羧基化石墨烯分散液中，并置于反應(yīng)釜中，進(jìn)行第二反應(yīng)，得到改性的廢棄聚氨酯載體。

可選地，在所述步驟1中，所述洗凈包括：

將廢棄聚氨酯放入超聲波清洗器中震蕩洗滌30min，再用去離子水清洗，得到潔凈的廢棄聚氨酯；

將潔凈的廢棄聚氨酯置于烘箱中干燥，得到潔凈、干燥的廢棄聚氨酯。

可選地，在所述步驟1中，所述照射的時(shí)間為30-60min；

通過(guò)所述照射，所述聚氨酯中的酰胺鍵斷裂，羧酸基團(tuán)形成，得到所述第一中間產(chǎn)物。

可選地，在所述步驟2中，所述乙二胺水溶液中乙二胺與去離子水的體積比為30％-70％。