[發(fā)明專利]用于吸附廢水中有機(jī)物雙網(wǎng)絡(luò)凝膠的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111588958.3
• 申請(qǐng)日: 2021-12-23
• 公開（公告）號(hào): CN114011391B
• 公開（公告）日: 2022-11-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐彥芹;孫別敏;李敏;漆信東;黃成群;陳昌國;曹淵
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 重慶大學(xué)
• 主分類號(hào): B01J20/30
• 分類號(hào): B01J20/30;B01J20/28;B01J20/24;B01J20/26;B01J13/00;C02F1/28;C02F101/36;C02F101/38
• 代理公司: 重慶博凱知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 50212
• 代理人: 李曉兵

本發(fā)明提供了一種用于吸附廢水中有機(jī)物雙網(wǎng)絡(luò)凝膠的制備方法，采用兩步一鍋法，合成了氧化海藻酸鈉/聚丙烯酰胺雙網(wǎng)絡(luò)凝膠；本發(fā)明制備得到的氧化海藻酸鈉/聚丙烯酰胺雙網(wǎng)絡(luò)凝膠具有良好的力學(xué)性能與較大比表面積和均勻孔結(jié)構(gòu)帶來的高效吸附率；本發(fā)明制備的氧化海藻酸鈉/聚丙烯酰胺雙網(wǎng)絡(luò)凝膠具有工藝簡單，流程短，生產(chǎn)效率高等優(yōu)點(diǎn)，并且對(duì)氧化海藻酸鈉/聚丙烯酰胺雙網(wǎng)絡(luò)凝膠的形貌和結(jié)構(gòu)具有強(qiáng)可控性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及吸附廢水材料技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用于吸附廢水中有機(jī)物雙網(wǎng)絡(luò)凝膠的制備方法。

背景技術(shù)

在污染水資源的污染物中，染料是非常常見的污染物，約占20%。染料、紡織、造紙等行業(yè)都能夠產(chǎn)生難以降解處理的染料廢水，濃度高、成分復(fù)雜、COD濃度高等特點(diǎn)使得染料廢水的處理成為了一項(xiàng)持久而艱難的工作。由于染料是由各種硝基、醚類、酮類等結(jié)構(gòu)有機(jī)化合物，因此難降解、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、組分多成為凈化染料廢水所面臨的關(guān)鍵問題。常見的用于處理廢水中染料的方法有吸附、膜滲透法、化學(xué)沉淀法和催化降解等。吸附法由于較低的成本和較高的吸附效率而被廣泛應(yīng)用。因此，迫切需要開發(fā)一種具有高吸附性能、可持續(xù)性和可重復(fù)使用的材料來處理被染料廢水。

凝膠是具有三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的聚合物，吸收大量水后溶脹不溶解。水凝膠具有優(yōu)異的保水性、形狀穩(wěn)定性和功能修飾可能性。水凝膠材料由于其優(yōu)異的性質(zhì)近些年來在生物醫(yī)學(xué)、環(huán)境工程、化妝品以及食品工業(yè)等眾多領(lǐng)域都得到廣泛的應(yīng)用。現(xiàn)有的凝膠吸附材料，由于其力學(xué)性能差，凝膠容易在水中降解，穩(wěn)定性不高。

明膠，殼聚糖，海藻酸鈉都屬于自然界儲(chǔ)量豐富可再生、價(jià)格低廉、易于生物降解的天然高分子，含有大量羧基、氨基、羥基等親水官能團(tuán)。氧化海藻酸鈉的醛基與其他聚合物（如明膠、羧甲基殼聚糖）的氨基發(fā)生希夫堿反應(yīng)，形成亞胺鍵，實(shí)現(xiàn)凝膠化。再通過自由基聚合引入第二級(jí)網(wǎng)絡(luò)聚丙烯酰胺后，不僅能提高材料的力學(xué)性能，而且酰胺等基團(tuán)也可以增加凝膠的吸附性能。制成的雙網(wǎng)絡(luò)凝膠吸附劑性價(jià)比高、綠色環(huán)保，也提高了對(duì)自然資源利用率，減少了對(duì)環(huán)境的污染。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決背景技術(shù)提出的問題，本發(fā)明提供了一種用于吸附廢水中有機(jī)物雙網(wǎng)絡(luò)凝膠的制備方法。本發(fā)明通過兩步一鍋法制備一種具有較高吸附率和力學(xué)性能優(yōu)異的氧化海藻酸鈉/聚丙烯酰胺雙網(wǎng)絡(luò)凝膠材料。利用低成本、無污染的一鍋法不僅可以成功制備出氧化海藻酸鈉/聚丙烯酰胺雙網(wǎng)絡(luò)凝膠材料，而且還可以調(diào)控化海藻酸鈉/聚丙烯酰胺雙網(wǎng)絡(luò)凝膠材料的孔結(jié)構(gòu)，提高其吸附效率。

為了能夠達(dá)到上述所述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種氧化海藻酸鈉/聚丙烯酰胺雙網(wǎng)絡(luò)凝膠材料的制備方法，包括如下步驟：

一種用于吸附廢水中有機(jī)物雙網(wǎng)絡(luò)凝膠制備方法，其特征在于包括如下步驟：

A）氧化海藻酸鈉的制備：按照工藝要求的質(zhì)量配比，在燒瓶中將海藻酸鈉分散于無水乙醇中；將工藝要求質(zhì)量配比的高碘酸鉀溶于去離子水中，并將其緩慢滴加至燒瓶中，并攪拌；滴加乙二醇終止反應(yīng)，將反應(yīng)得到的白色物質(zhì)加入到乙醇中，抽濾，將得到的固體產(chǎn)物放于真空干燥箱干燥，得到氧化海藻酸鈉；

B)氧化海藻酸鈉/聚丙烯酰胺雙網(wǎng)絡(luò)凝膠的制備：將前述制得的氧化海藻酸鈉溶于水，明膠和羧甲基殼聚糖溶于水，然后把氧化海藻酸鈉溶液加入到明膠和羧甲基殼聚糖的混合溶液中，攪拌均勻；將丙烯酰胺和交聯(lián)劑N,Nˊ-亞甲基雙丙烯酰胺溶液加入到混合溶液中，攪拌均勻；

C） 再向上述混合溶液中加入過硫酸銨引發(fā)劑，攪拌均勻后，加入催化劑N,N,Nˊ,Nˊ-四甲基乙二胺，即得到雙網(wǎng)絡(luò)凝膠。

進(jìn)一步地：步驟A)中5 g海藻酸鈉分散于15 —40mL乙醇中，2.8 g高碘酸鉀溶于15—40mL去離子水。

進(jìn)一步地：步驟A)中需要遮光，用磁力攪拌器攪拌，所述攪拌時(shí)間為4—10h。