[發明專利]快速去除污染物的納米改性滸苔水凝膠及制備方法、用途

在審

• 申請號: 202211043313.6
• 申請日: 2022-08-29
• 公開（公告）號: CN115505140A
• 公開（公告）日: 2022-12-23
• 發明（設計）人: 王煒亮;劉永林;田永;楊傳璽;劉琳;畢學軍;楊廷政;宋子菡;臧金秋;任允珂
• 申請（專利權）人: 青島理工大學
• 主分類號: C08J3/075
• 分類號: C08J3/075;C08L5/00;C08K9/12;C08K3/22;B01J20/24;B01J20/28;B01J20/30;C02F1/28;C02F101/20;C02F101/30
• 代理公司: 青島華慧澤專利代理事務所(普通合伙) 37247
• 代理人: 孟令彩

本發明屬于化學及環境技術領域，涉及一種納米材料改性滸苔水凝膠復合材料及其制備方法和用途。一種快速去除污染物的納米改性滸苔水凝膠的制備方法，包括：（1）將制備的滸苔粉末分散于水中，加入高錳酸鉀，攪拌，反應結束后，冷凍干燥；（2）將步驟（1）處理后的滸苔粉末分散于氯化鐵溶液中，滴加硫化鈉溶液和氨水，攪拌3h，清洗，冷凍干燥；（3）取步驟（2）得到的納米材料改性滸苔粉末分散于水中，加入交聯劑、阿拉伯膠，攪拌，室溫下反應10 min，靜置凝固后清洗，冷凍干燥，得到納米顆粒改性滸苔凝膠；（4）將步驟（3）得到的凝膠放入含有納米二氧化鈦的分散液中溶脹，清洗，冷凍干燥，得到納米材料改性滸苔水凝膠。

技術領域

本發明屬于化學及環境技術領域，涉及一種納米材料改性滸苔水凝膠及制備方法、用途。

背景技術

近年來，黃海海域反復遭受滸苔的侵襲，影響海洋環境，影響海底藻類的生長。死亡的滸苔會消耗海水中的氧氣，腐爛后還產生大量有害物質。其處理主要靠打撈為主，花費了巨大的人力物力。打撈上岸的滸苔多以填埋為主，極少得到利用。滸苔的深度開發、廢物資源利用，需要新技術、新方法的推進。

水凝膠是一種由單一或者多種親水性分子鏈通過化學或者物理交聯構成的三維空間網絡結構的親水性聚合材料。具有吸水速率快、吸水倍率高以及干燥后可重復使用等特點，因為其親水性分子鏈和空間網絡三維結構使其可以大量吸收水、重金屬離子及有機污染物。水凝膠制備所需的原料來源豐富，價格低廉，生物毒性低，生物降解性較好，在重金屬污染水體和土壤的修復具有廣闊的應用前景。但水凝膠作為環境污染的修復材料還存在幾點問題；水凝膠制備過程中條件復雜，吸附效能具有不可控性；生產設備和生產過程復雜，成本較高。 已有研究者將滸苔提取物制備水凝膠，滸苔直接利用制備水凝膠的方法少見。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術的缺點與不足，提供一種納米材料改性滸苔水凝膠的制備方法，將納米材料顆粒通過一步原位反應負載到滸苔直接交聯制備的水凝膠中，來解決現有技術中滸苔直接利用困難和污染物去除效率低等問題。水凝膠表面負載納米二氧化鈦，提高對有機污染物的催化降解效率，為污染物的去除提供集吸附和光催化于一體的新的復合材料。同時，本發明還提供了該水凝膠的用途。

本發明解決其技術問題采用的其中一種技術方案是：一種快速去除污染物的納米改性滸苔水凝膠的制備方法，包括：

（1）將制備的滸苔粉末分散于水中，加入高錳酸鉀，不斷攪拌，反應10min；反應結束后，冷凍干燥；其中，滸苔粉末與高錳酸鉀的質量配比為20:1；

（2）將步驟（1）處理后的滸苔粉末分散于氯化鐵溶液中，攪拌，滴加硫化鈉溶液和氨水，攪拌3h，用去離子水清洗，冷凍干燥；其中，反應體系中滸苔粉末的固含量為5%～10%，硫化鈉的固含量為9%～11%，氨水的含量為2%～4%；

（3）取步驟（2）得到的納米材料改性滸苔粉末分散于水中，加入交聯劑，不斷攪拌，加入阿拉伯膠，室溫下反應10 min，靜置凝固后，多次清洗，冷凍干燥，得到納米顆粒改性滸苔凝膠；其中，納米材料改性滸苔粉末、交聯劑、阿拉伯膠的質量配比為：10:1，阿拉伯膠固含量為0.5%～1%；

（4）將步驟（3）得到的凝膠放入含有納米二氧化鈦的分散液中，溶脹，多次清洗，冷凍干燥，得到納米材料改性滸苔水凝膠。

優選地，所述交聯劑為N-羥基琥珀酰亞胺。

優選地，所述的步驟（4）中所述的納米二氧化鈦的固含量優選為1%～2%。

本發明進一步提供了一種快速去除污染物的納米改性滸苔水凝膠，該水凝膠利用滸苔粉末作為主要原料，采用上述方法制備而成。

本發明進一步提供了所述快速去除污染物的納米改性滸苔水凝膠的用途，該水凝膠用于去除水中的重金屬或有機污染物。

本發明進一步提供一種去除水中重金屬或有機污染物的方法，在水中加入所述的快速去除污染物的納米改性滸苔水凝膠，投加量為0.5-1g/L。