[發明專利]一種高嶺土-納米Fe2

有效

• 申請號: 202110707240.5
• 申請日: 2021-06-24
• 公開（公告）號: CN113368831B
• 公開（公告）日: 2022-11-29
• 發明（設計）人: 張玉龍;韋秀嬌;劉永林;李永濤;王進進;徐會娟;李文彥;安一方;鐘宇翔
• 申請（專利權）人: 華南農業大學
• 主分類號: B01J20/24
• 分類號: B01J20/24;B01J20/28;B01J20/30;C02F1/28;B09C1/00;C02F101/20
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 蘇運貞

本發明公開了一種高嶺土?納米Fe₂O₃?木質素水凝膠復合材料及其制備方法與應用，屬于復合材料技術領域。所述的高嶺土?納米Fe₂O₃?木質素水凝膠復合材料的制備方法，包括：(1)取高嶺土、納米三氧化二鐵，加入水攪拌溶解，得到混合溶液1；(2)向步驟(1)得到的混合溶液1中加入丙烯酰胺、順丁烯二酸酐、木質素磺酸鈉、N,N’?亞甲基雙丙烯酰胺，得到混合溶液2；(3)調節步驟(2)得到的混合溶液2的pH，加入引發劑、交聯劑，攪拌后靜置，冷凍，冷凍干燥，即可得到高嶺土?納米Fe₂O₃?木質素水凝膠復合材料。本發明所述方法操作簡便，結構穩定，吸附性能強，能較好的從污染環境中去除重金屬，尤其是重金屬鎘。

技術領域

本發明屬于復合材料技術領域，具體涉及一種高嶺土-納米Fe₂O₃-木質素水凝膠復合材料及其制備方法與應用。

背景技術

重金屬是自然生態環境中污染面最廣，危害最大的污染源之一，人們對它的關注度也越來越高。重金屬污染嚴重影響植物的生長發育，影響作物的產量和品質，并通過生物鏈傳遞到人體內，嚴重危害人類健康。鎘(Cd)是一種對人體健康毒害性極強的重金屬元素，因其生物活性高，毒性強，可以通過食物鏈對人體健康構成嚴重的威脅。近年來，我國農田土壤Cd污染及其引起的稻米 Cd污染問題受到公眾的高度關注。對此，專家學者呼吁要及時治理農田鎘污染，避免造成更大的危害。

近年來，相關專家就農田重金屬污染提出了鈍化劑修復、超積累植物吸收、低積累作物篩選等行之有效的治理方法。但是這些方法無法從根本上去除重金屬，存在持續性差、二次污染、破壞土壤結構和生物群落等問題。從環境中有效的去除鎘，應優先考慮吸附法，吸附法是利用比表面積大的物質作為吸附劑且其擁有活性高的表面原子，表面原子通過物化吸附、氧化還原等手段，使吸附劑與重金屬結合，降低了重金屬的生物可利用性。吸附法是一種簡單方便的較為成熟的方法。對此，如何有效利用吸附性能高的吸附材料是當前階段的關鍵。

納米三氧化二鐵具備很好的重金屬吸附性能，但是容易團聚，且使用后難以回收。將其負載到水凝膠中可以實現其高性能應用和回收。水凝膠是一種具備高吸水、高保水性能的親水性材料。其可以提供載體，富集重金屬，可分離回收，特別適用于稻田土壤鎘消減。但是，納米三氧化二鐵反應活性高，會使水凝膠合成中的單體失活，無法實現水凝膠的負載。因此，如何將納米三氧化二鐵與水凝膠結合應用于重金屬吸附中至關重要。

發明內容

針對以上現有技術存在的缺點和不足之處，本發明的目的在于提供一種高嶺土-納米Fe₂O₃-木質素水凝膠復合材料的制備方法。

本發明的第二個目的在于提供通過上述方法制備得到的高嶺土-納米Fe₂O₃- 木質素水凝膠復合材料。

本發明的第三個目的在于提供上述高嶺土-納米Fe₂O₃-木質素水凝膠復合材料的應用。

本發明目的通過以下技術方案實現：

一種高嶺土-納米Fe₂O₃-木質素水凝膠復合材料的制備方法，包括如下步驟：

(1)取高嶺土、納米三氧化二鐵加入水攪拌溶解，得到混合溶液1；

(2)向步驟(1)得到的混合溶液1中加入丙烯酰胺、順丁烯二酸酐、木質素磺酸鈉、N,N’-亞甲基雙丙烯酰胺，得到混合溶液2；

(3)調節步驟(2)得到的混合溶液2的pH至5～8，加入引發劑，再加入交聯劑，攪拌后靜置，冷凍，冷凍干燥，即可得到高嶺土-納米Fe₂O₃-木質素水凝膠復合材料。