[發明專利]乙二胺接枝氧化石墨烯改性聚氨酯載體的制備方法和應用

有效

• 申請號: 202110045090.6
• 申請日: 2021-01-13
• 公開（公告）號: CN112852007B
• 公開（公告）日: 2022-04-12
• 發明（設計）人: 籍國東;王亞芹
• 申請（專利權）人: 北京大學
• 主分類號: C08J9/36
• 分類號: C08J9/36;C08J9/40;C01B32/192;C02F3/34;C12N11/093;C08L75/04
• 代理公司: 北京潤澤恒知識產權代理有限公司 11319
• 代理人: 茍冬梅

本發明提供了一種乙二胺接枝氧化石墨烯改性聚氨酯載體的制備方法和應用。該方法包括：向乙二胺水溶液加入紫外輻射后的聚氨酯載體，進行加熱反應，并對反應后的產物依次用去離子水洗滌、干燥，得到接枝乙二胺的聚氨酯載體；將接枝乙二胺的聚氨酯載體置于氧化石墨烯分散液中，進行加熱反應，得到乙二胺接枝氧化石墨烯改性聚氨酯載體。本發明提供的制備方法，經過乙二胺修飾還原的氧化石墨烯具有較大比表面積及多孔結構，可減緩微生物在附著生長過程中所存在的細胞被流體剪切力的損傷，縮短細胞在載體表面的貼附和鋪展過程，易于生物膜快速形成；并且，該制備方法具有工藝簡單、性能穩定、改性載體掛膜時間短等特點，在污水處理領域具有很好的應用前景。

技術領域

本發明涉及污水處理領域，其主要涉及一種乙二胺接枝氧化石墨烯改性聚氨酯載體的制備方法和應用。

背景技術

生物膜法是一種廣泛使用的水處理工藝，其實質是通過微生物在載體表面聚集成膜，利用微生物代謝作用對污(廢)水中污染物進行吸附、轉化和分解，達到凈水的目的，具有高度密集水處理微生物細胞的濃度、高效保持細胞活性且重復利用的優勢。其中，微生物細胞與材料的粘附是基礎，而載體則是生物膜工藝的主體部分。載體表面的粗糙度、化學性質等因素不僅對生物膜的形成速度有至關重要的決定意義，而且也是影響整個處理工藝運行能耗、效率及穩定性能的關鍵因素。

在污水的生化處理過程中，親水性良好的載體填料表面會與親水性的微生物膜表面形成同源性親和力，降低微生物附著在載體表面的難度；此外，載體表面應具備一定的粗糙度，一方面，增大的比表面積有利于載體表面附著更加豐富的微生物，另一方而，在相同曝氣條件下，粗糙的載體比光滑的載體更利于微生物膜的生長發育。其中，應用較為廣泛載體為聚氨酯載體，其具有比表面積大、孔隙率高等優點，但聚氨酯載體存在掛膜速度較慢、掛膜的量少等問題。

因而，本領域技術人員迫切解決的一個技術問題是：如何加快聚氨酯載體的掛膜速度和提高聚氨酯載體的掛膜量。

發明內容

為解決上述問題本發明提供一種乙二胺接枝氧化石墨烯改性聚氨酯載體的制備方法和應用，以提高聚氨酯載體的生物親和性，從而提高掛膜速度，增加掛膜量。

本發明提供了一種乙二胺接枝氧化石墨烯改性聚氨酯載體的制備方法，所述方法包括：

步驟1，通過紫外燈對第一后處理的聚氨酯載體，進行照射，得到第一中間產物；

步驟2，向所述第一中間產物中加入乙二胺水溶液后，置于反應釜中，進行第一反應，并對反應后的第一中間產物進行清潔、干燥，得到第二中間產物；

步驟3，通過高錳酸鉀和過氧化氫，對石墨粉進行氧化，得到氧化石墨烯；

步驟4，將步驟3得到的氧化石墨烯，在冰浴條件下，超聲均勻分散于去離子水中，配置氧化石墨烯分散液；

步驟5，將所述第二中間產物浸入到所述石墨烯分散液中，并置于反應釜中，進行第二反應，得到乙二胺接枝氧化石墨烯改性聚氨酯載體。

可選地，在所述步驟1中，所述第一后處理包括：

將聚氨酯海綿放入超聲波清洗器中震蕩洗滌，再用去離子水清洗，得到潔凈的聚氨酯載體；

將潔凈的聚氨酯載體置于烘箱中干燥，得到潔凈、干燥的聚氨酯載體；

其中，所述震蕩洗滌的時間為30～40min。

可選地，在所述步驟1中，所述照射的時間為30～60min。

可選地，在所述步驟1中，通過所述照射，所述聚氨酯中的酰胺鍵斷裂，羧酸基團形成，得到所述第一中間產物。

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％。

可選地，在所述步驟2中，