[發明專利]一種多樣廢棄物交聯制備綠色水凝膠的方法

有效

• 申請號: 202110290026.4
• 申請日: 2021-03-18
• 公開（公告）號: CN112920332B
• 公開（公告）日: 2023-03-10
• 發明（設計）人: 李亞林;劉蕾;韓欣宏;黃文寶;楊曉龍;李坤鵬;孫麗莉;關明玥
• 申請（專利權）人: 河南工程學院
• 主分類號: C08F251/02
• 分類號: C08F251/02;C08F292/00;C08F220/06;C08F222/38
• 代理公司: 鄭州豫開專利代理事務所(普通合伙) 41131
• 代理人: 朱俊峰

一種多樣廢棄物交聯制備綠色水凝膠的方法，包括以下步驟：分別將花生殼、甘蔗渣和雞蛋殼等廢棄物制成粉末以備用；將花生殼和甘蔗渣粉末制成纖維素溶液；將雞蛋殼粉末制成納米級球狀過氧化鈣；在一定溫度下向纖維素溶液中加入一定量的丙烯酸、過硫酸鈉、N,N?亞甲基雙丙烯酰胺和制備的納米級球狀過氧化鈣，持續攪拌直至體系到達所需粘度，靜置，得到所述的綠色水凝膠。本發明將雞蛋殼制成的納米級球狀過氧化鈣結合起花生殼和甘蔗渣等天然綠色廢棄物交聯制備可再生綠色水凝膠，用于水體緩釋供氧，維持水體微生物適量繁殖，進而優化水體環境，改善水質，減少污泥產生，并且吸附水體中氮、磷元素，防止水體富營養化。

技術領域

本發明屬于環境保護技術領域，具體涉及一種多樣廢棄物交聯制備綠色水凝膠的方法。

背景技術

以雞蛋殼為代表的殼類廢棄物是一種天然食品廢棄物，我國是一個禽蛋生產消費大國，雞蛋產量和消費量連續20多年穩居世界第一，而每年廢棄的雞蛋殼約有400萬噸，造成了嚴重的環境污染和資源浪費，不利于經濟的可持續發展，研究以雞蛋殼代替氯化鈣為原料制備納米級球狀過氧化鈣用于堿激發纖維素制備“綠色”水凝膠，屬于廢棄物再利用，使雞蛋殼的經濟價值得到了充分利用，同時降低了二次污染的可能性。

我國是世界上花生和甘蔗生產的大國，總產量近2000萬噸，約占全世界花生殼及甘蔗渣總產量的40%以上，每年約產生超過650萬噸的廢棄花生殼和甘蔗渣，是不可忽視的再生資源。花生殼及甘蔗渣中含有大量的纖維素、木質素等。目前，花生殼及甘蔗渣除了少部分被用作飼料外，大部分被扔掉和燒掉，造成資源的極大浪費和環境污染。如果能從花生殼及甘蔗渣中提取出優質的纖維素應用于工業生產將會產生巨大的經濟效益和生態效益。

水凝膠是一種具有親水性基團的單體經適度物理化學交聯形成三維網絡結構，且在溶劑中能發生高度溶脹而不溶解的功能高分子材料。能夠感知外界刺激變化（溫度、pH溶液、離子強度、電場等）能做出靈敏性響應，發生體積轉變行為的水凝膠被稱為智能凝膠或環境敏感性水凝膠。由于其優異的吸水性、保水性和“智能”性，水凝膠在藥物傳輸系統、農林園藝、廢水處理、組織工程和再生醫學等領域體現出非常廣闊的應用前景。

水凝膠有兩種合成原料：合成聚合物基水凝膠和天然高分子基水凝膠。合成類水凝膠是由丙烯酸、丙烯酰胺、乙烯醇、N-異丙基丙烯酰胺等的聚合物和共聚物交聯形成。由于其以消耗石油資源為主，且具有生物惰性，因此可生物降解的新型天然或改性高分子材料為基質的水凝膠已成為國內外研究的熱點。

發明內容

本發明為了解決現有技術中的不足之處，提供一種操作簡單、原材料價值低廉、節能環保的多樣廢棄物交聯制備綠色水凝膠的方法。

為解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案：一種多樣廢棄物交聯制備綠色水凝膠的方法，包括以下步驟：

（1）分別將花生殼、甘蔗渣和雞蛋殼等廢棄物制成粉末以備用；

（2）將花生殼和甘蔗渣粉末制成纖維素溶液；

（3）將雞蛋殼粉末制成納米級球狀過氧化鈣；

（4）在一定溫度下向纖維素溶液中加入一定量的丙烯酸、過硫酸鈉、N,N-亞甲基雙丙烯酰胺和制備的納米級球狀過氧化鈣，持續攪拌直至體系到達所需粘度，靜置，得到所述的綠色水凝膠。

步驟（1）的具體過程為：將花生殼、甘蔗渣和雞蛋殼分別置于清水中浸泡24 h，洗滌去除雜質，然后烘干、粉碎、研磨并過一定粒徑的篩網，得到預處理的花生殼粉末、甘蔗渣粉末和雞蛋殼粉末。