[發明專利]一種用于水污染處理的吸附材料及其制備方法

在審

• 申請號: 202111130766.8
• 申請日: 2021-09-26
• 公開（公告）號: CN113786815A
• 公開（公告）日: 2021-12-14
• 發明（設計）人: 劉果;李杰玲
• 申請（專利權）人: 桂林清研皓隆復合材料研究院有限公司
• 主分類號: B01J20/24
• 分類號: B01J20/24;B01J20/30;C02F1/28;C02F101/20
• 代理公司: 北京睿智保誠專利代理事務所(普通合伙) 11732
• 代理人: 周新楣

本發明屬于吸附材料技術領域，本發明公開了一種用于水污染處理的吸附材料及其制備方法，該制備方法包括以下步驟：用殼聚糖作為原料，先將殼聚糖與戊二醛進行適度交聯，再通過交聯劑將肉桂酸接枝交聯殼聚糖得到改性殼聚糖；再將氧化石墨烯溶于水中超聲溶解得到氧化石墨烯懸浮液，然后將改性殼聚糖與氧化石墨烯懸浮液超聲混合處理，同時調節pH值至中性，利用外加磁場條件進行分離、洗滌、干燥后即得。此技術方案克服了石墨烯自身易堆積，分散性差的缺點，而制備的吸附材料具有良好的機械強度和穩定性。

技術領域

本發明涉及吸附材料技術領域，更具體的說是一種用于水污染處理的吸附材料及其制備方法。

背景技術

水是生命之源，我們的日常生活、農業生產以及工業合成都離不開水，隨著工業經濟的持續發展，所帶來的水環境問題也日益突出，當前水環境污染主要方式是重金屬污染物的排放，其排放到水體中不僅會毒害環境，影響環境生態平衡，還會對人體的健康造成嚴重影響，自然環境的自潔速率已經遠遠趕不上人類各種污染的排放速率，環境污染問題迫在眉睫。隨著人們生活水平的提高和對自身健康保護意識的增強，水污染的綠色環保處理成為了當代首要處理的問題之一。

石墨烯是一種新型碳納米輕質材料，具有獨特的單原子層二維晶體結構，其具有超大的比表面積和豐富的孔隙結構，這一點成為其良好吸附性能的基礎。但由于石墨烯表面呈現惰性狀態，與其它介質的相互作用弱，且石墨烯片與片之間存在較強的范德華力，容易發生形變，例如石墨烯片的卷曲、層疊以及團聚等。如果石墨烯與復合纖維材料相容性差，會使石墨烯在纖維材料中分散不均勻，從而導致石墨烯片層卷曲或形成團聚，進而使得纖維材料在應用中形成應力集中點，最后的結果是很大程度上削弱了以石墨烯為增強相的纖維材料的性能。例如專利CN201611213243.9所公開的一種石墨烯聚氨酯海綿及其制備方法與應用，該吸附材料的吸附性能較差，且只能吸附油污污染物。專利CN202110391232.4所公開的一種基于氧化鎢/石墨烯氣凝膠的低鉑復合材料及其制備方法和應用，該復合材料雖然可以應用于水污染的處理，但處理效果并不是很好。

在現有技術中，由于石墨烯自身具有易堆積，分散性差的缺點，所以，以石墨烯為主要吸附材料所制備的吸附材料用于水污染處理所達到的技術效果并不能使人滿意，因此，如何提供一種工藝流程簡單，無二次污染，且制備的吸附材料的吸附性能及機械性能均優良的吸附材料的制備方法成為了本領域技術人員亟需解決的問題。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種用于水污染處理的吸附材料及其制備方法，此方法以氧化石墨烯為載體，將改性殼聚糖修飾嫁接到其表面，制備的復合材料具有極強的吸附性能，且重復使用效果好，工藝流程簡單、無二次污染。此方法主要解決了石墨烯自身易堆積，分散性差的缺點，防止了局部團聚現象，且制備的吸附材料具有較高的機械強度以及穩定性。

為了達到上述目的，本發明采用如下技術方案：

本發明提供了一種用于水污染處理的吸附材料的制備方法，包括以下步驟：

S1、將殼聚糖、冰乙酸、戊二醛和水混合進行交聯，得到交聯殼聚糖；

S2、將所得交聯殼聚糖和肉桂酸混合進行接枝反應，得到改性殼聚糖；

S3、將改性殼聚糖、氧化石墨烯懸浮液和戊二醛混合后調節pH為中性，得到吸附材料。

作為優選，在步驟S1中，按質量比添加原料，其中殼聚糖：冰乙酸：戊二醛：水＝1～3:0.1～0.3:0.1～0.5:50～100；進一步優選為，殼聚糖：冰乙酸：戊二醛：水＝2:0.3:0.5:100。

其中，加冰乙酸的目的是讓殼聚糖溶解更充分。

作為優選，在步驟S2中，肉桂酸與步驟S1中添加的殼聚糖的質量比為0.5～1.5:1～3；進一步優選為，肉桂酸：殼聚糖＝1:2。