[發(fā)明專利]一種多孔結(jié)構(gòu)的假酸漿膠/聚乙烯醇復(fù)合水凝膠的制備方法

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• 申請日: 2021-11-04
• 公開（公告）號: CN114044918A
• 公開（公告）日: 2022-02-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李小可;羅伯秋;王浩
• 申請（專利權(quán)）人: 成都理工大學(xué)
• 主分類號: C08J3/075
• 分類號: C08J3/075;C08J3/24;C08L29/04;C08L79/04;C08L5/00;C08K5/07;C08K3/16;C08J9/00;C02F1/14;C02F103/08
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本發(fā)明公開了一種多孔結(jié)構(gòu)的假酸漿膠/聚乙烯醇雙網(wǎng)絡(luò)復(fù)合水凝膠的制備方法，所述水凝膠制備原料質(zhì)量比如下：假酸漿膠：聚乙烯醇：去離子水：戊二醛：鈣離子：鹽酸＝0.001?0.05g：0.95?0.999g：6?10g：50?200μL：10?600μL：100?600μL。本發(fā)明多孔雙網(wǎng)絡(luò)水凝膠在太陽能凈水技術(shù)中表現(xiàn)出穩(wěn)定的脫鹽效能和優(yōu)異污水處理能力。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于雙網(wǎng)絡(luò)水凝膠材料的制備領(lǐng)域，特別涉及一種多孔結(jié)構(gòu)的假酸漿膠/聚乙烯醇雙網(wǎng)絡(luò)水凝膠的制備方法。

背景技術(shù)

淡水是人類生存和發(fā)展不可或缺的資源，但目前全球正面臨著日益嚴(yán)重的淡水資源危機(jī)。海水淡化或污水處理是目前獲得淡水的有效途徑，常用技術(shù)有反滲透、離子交換膜和膜蒸餾等。但以上凈水技術(shù)往往面臨著高能耗，難清潔，成本高等問題。因此，迫切需要開發(fā)高效、經(jīng)濟(jì)、可規(guī)?；募夹g(shù)來實現(xiàn)海水淡化或污水處理。太陽能是一種儲量大、來源廣和易采集的綠色可再生能源，由太陽能驅(qū)動的水凈化技術(shù)有著低能耗，自清潔，低成本等優(yōu)點(diǎn)，而水凝膠界面光蒸發(fā)技術(shù)將熱能控制在了水-空氣界面，有效降低了凈水能耗。其中水凝膠是界面光蒸發(fā)技術(shù)的核心材料，它具有物理或化學(xué)交聯(lián)的聚合物網(wǎng)絡(luò)，自身大量的功能基團(tuán)可與水分子結(jié)合，為水分子的傳輸提供通道并有效降低水的蒸發(fā)焓，從而構(gòu)成內(nèi)部持續(xù)輸水-界面低耗蒸餾的良性循環(huán)。

但傳統(tǒng)水凝膠用于界面光蒸發(fā)還面臨兩大問題，一是一般水凝膠自身的光吸收能力較弱，二是其輸水和鎖水功能不夠理想，導(dǎo)致蒸發(fā)速率較低。針對以上問題，本發(fā)明在水凝膠聚合物網(wǎng)絡(luò)中嵌入具有高效光吸收能力和熱轉(zhuǎn)化能力的光吸收材料，并引入生物質(zhì)高鎖水材料假酸漿膠，以制備一種用于高效海水淡化或污水處理的新型多孔結(jié)構(gòu)雙網(wǎng)絡(luò)復(fù)合水凝膠。

發(fā)明內(nèi)容

1.本發(fā)明提供一種雙網(wǎng)絡(luò)復(fù)合水凝膠的制備方法，將物理交聯(lián)與化學(xué)交聯(lián)結(jié)合起來。通過碳正離子聚合形成凝膠骨架，同時引入鈣離子實現(xiàn)協(xié)同配位，形成一種均勻多孔的雙網(wǎng)絡(luò)水凝膠。

2.本發(fā)明的一種多孔雙網(wǎng)絡(luò)水凝膠制備方法，包括：

(1)碳正離子縮合反應(yīng)和鈣離子交聯(lián)作用共同制備得到復(fù)合水凝膠；

(2)將上述的復(fù)合水凝膠，在去離子水中浸泡24h，然后再用液氮反復(fù)凍融10次，得到多孔雙網(wǎng)絡(luò)水凝膠。

3.所述步驟(1)中碳正離子縮合反應(yīng)和鈣離子交聯(lián)具體為：

將假酸漿膠，聚乙烯醇溶于水中，加入聚吡咯、戊二醛攪拌超聲混合均勻后，加入鹽酸和氯化鈣溶液，再攪拌均勻；然后將混合溶液進(jìn)行注模密封，放置凝膠，得到復(fù)合水凝膠；

其中，假酸漿膠：聚乙烯醇：去離子水按質(zhì)量比為：0.001-0.05g：0.95-0.999g：6-10g。混合溶液中氯化鈣(30wt％)10-600μL；戊二醛(50wt％)為50-200μL；鹽酸(1.2mol/L)為100-600μL；聚吡咯質(zhì)量濃度為10％。

4.所述步驟(1)假酸漿膠(冰粉)由假酸漿籽(冰粉籽)通過60℃水提法經(jīng)過冷凍干燥得到。

5.所述步驟(1)聚乙烯醇溶解溫度為30-80℃，時間為2h。

6.所述步驟(1)凝膠的反應(yīng)溫度為室溫，反應(yīng)時間為1-12h。

7.所述步驟(2)去離子水浸泡是為除去多余離子。

8.所述步驟(2)液氮凍融過程，溶解溫度為30℃水浴。

9、本發(fā)明的一種所述方法制備多孔結(jié)構(gòu)雙網(wǎng)絡(luò)水凝膠。

10、本發(fā)明還提供一種太陽能凈化技術(shù)，所述太陽能凈化材料為所述的多孔結(jié)構(gòu)雙網(wǎng)絡(luò)水凝膠。

11、本發(fā)明提供一種所述多孔結(jié)構(gòu)的雙網(wǎng)絡(luò)水凝膠在海水淡化、污水處理中的應(yīng)用。

12、本發(fā)明的有益效果：