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磁性水凝胶吸附材料合成方法

日期:2019-12-07 19:20

揭露日2019.10.22

IPC分类号B01J20/26; B01J20/28; B01J20/30; C02F1/28

摘要

本创造揭露了一种磁性水凝胶吸附资料的组成办法,该办法是将丙烯酰胺与2,3 环氧丙基三甲基氯化铵依照必定份额混合,在氢氧化钠溶液中不断拌和,参加磁性资料以及交联剂、加快剂和引发剂进行自由基聚合反响,成胶后将其真空冷冻干燥成粉末,在其外表负载镧元素,制备出的载镧磁性水凝胶吸附资料,一起具有磁性可别离和选择性吸附等特征,关于污水中如磷酸根、氟离子等阴离子污染物具有杰出的吸附效果;该吸附资料易于规模化制备,在pH为3 11间安稳性好,其在工程使用领域中具有极大远景。

权利要求书

1.一种磁性水凝胶吸附资料的组成办法,其特征在于,依照如下进程组成:

将2,3-环氧丙基三甲基氯化铵溶于氢氧化钠溶液中,构成混合溶液;向溶液中参加与2,3-环氧丙基三甲基氯化铵必定质量比的丙烯酰胺,拌和2~4小时;

参加磁性资料、交联剂、加快剂和引发剂,常温下拌和引发自由基聚合反响至水凝胶构成;

将水凝胶浸泡水洗3~4次后冷冻干燥,研磨成固体粉末;

将固体粉末参加到镧盐溶液中拌和12小时,用磁铁进行固液别离,得到沉淀物A;

将沉淀物A参加到氢氧化钠溶液中水浴加热拌和24小时,用磁铁进行固液别离,得到沉淀物B;

将沉淀物B参加到氯化钠溶液中拌和12小时,用磁铁进行固液别离,得到沉淀物C,用蒸馏水清洗3~4次后进行烘干研磨处理。

2.如权利要求1所述的一种磁性水凝胶吸附资料的组成办法,其特征在于,2,3-环氧丙基三甲基氯化铵与丙烯酰胺质量比为25:4~10。

3.如权利要求1所述的一种磁性水凝胶吸附资料的组成办法,其特征在于,所述的进程中氢氧化钠溶液的浓度为2~10wt.%。

4.如权利要求1所述的一种磁性水凝胶吸附资料的组成办法,其特征在于,交联剂为N,N'-亚甲基双丙烯酰胺,所述磁性资料为γ-Fe3O4,加快剂为N,N,N',N'-四甲基乙二胺,引发剂为饱满过硫酸钾溶液。

5.如权利要求1所述的一种磁性水凝胶吸附资料的组成办法,其特征在于,镧盐溶液能够选用硝酸镧、氯化镧、硫酸镧中的一种或多种的组合进行装备;镧盐溶液的浓度为100~500g/L。

6.如权利要求1所述的一种磁性水凝胶吸附资料的组成办法,其特征在于,所述的进程中氢氧化钠溶液的浓度为10~50wt.%。

7.如权利要求1所述的一种磁性水凝胶吸附资料的组成办法,其特征在于,所述的进程中氯化钠溶液的浓度为1~15wt.%。

8.如权利要求1所述的一种磁性水凝胶吸附资料的组成办法,其特征在于,所述的进程中水浴加热的温度为30~80℃。

9.一种磁性水凝胶吸附资料的组成办法,其特征在于,其结构安稳,具有较强的吸水溶胀性,能够完成对阴离子污染物的专属吸附,在pH为3-11间安稳性好,能够高效去除水中PO43-、F-等阴离子污染物,浓度规模为2~1000mg/L。

说明书

一种磁性水凝胶吸附资料的组成办法

技能领域

本创造归于复合资料与环境科学技能领域,详细触及一种磁性水凝胶吸附资料的组成办法。

布景技能

丙烯酰胺是一种不饱满酰胺,别号AM或AAM,其结构中含有酰胺基,易构成氢键,然后具有较好的机械功能和絮凝效果,一起易于化学改性;2,3-环氧丙基三甲基氯化铵是重要的环氧季铵盐类精细化工中间体,自身具有活性季铵基和环氧基,在水溶液中带正电荷,能和许多有机物反响,生成阳离子型或两性离子型水溶性聚合物,副反响少,很简略吸附于固一液或固一气界面上而被用作絮凝剂、抗静电剂、导电纸涂层及油田化学剂,具有宽广的使用远景。

水凝胶的分类办法许多,根据制备水凝胶的质料不同能够把水凝胶分为天然高分子水凝胶和组成高分子水凝胶。组成高分子水凝胶首要是由单体在必定条件下,经过引发剂引发聚合而成。这类水凝胶单体中一般含有丰厚的亲水性基团,如羧基、羟基和胺基等,使组成的高分子水凝胶具有吸水溶胀功能。近年来,水凝胶资料因其三维网络结构、高强度和较高比外表积,现已作为一种新式的吸附剂引起广泛重视。

创造专利揭露了一种磁性阳离子水凝胶基复合吸附资料的制备及其使用。该创造将单体进行自由基共聚,负载磁性物质和不同形状的活性金属,所组成的复合吸附资料具有高的外表正电荷和专属的吸附位,适用于水中的阴离子污染物的吸附去除。但该创造中触及的三甲基氯化铵单体价格较高,现在不适用作为经济型吸附资料的质料。

创造专利揭露了一种聚多巴胺一石墨烯水凝胶吸附剂的制备办法及其使用。该创造在常压下组成的水凝胶资料,循环吸附功能较强,用于有机染料污水处理,对有机染料的吸附容量大。但该创造的水凝胶资料吸附染料的首要效果是经过分子间效果力或氢键,不适合对磷酸根的高效吸附;别的,该专利中触及的石墨烯及盐酸多巴胺价格较高,约束其扩大制备及后续工程使用。

创造专利揭露了一种丙烯酸钠—丙烯酰胺交联共聚物凝胶在吸附磷元素中的用处。该创造单体的聚合办法为辐照聚合或热聚合,构成水凝胶后,资料有必定的机械强度,不易破碎,易于固液别离。该凝胶带负电,未负载专属吸附磷的元素,因而其对磷的吸附选择性不强,且吸附量不高。

本专利的一种磁性水凝胶吸附资料的单体资料价格较低,简略获取。单体在常温常压进行聚合,聚合进程简略;吸附资料上的镧形状对阴离子污染物具有较强的选择性,能够高效去除水中PO43-、F-等阴离子污染物,浓度规模为2~1000mg/L,易于扩大制备和工程使用推行。

创造内容

本创造的意图之一在于供给一种磁性水凝胶吸附资料的组成办法;

本创造的意图之二在于将上述磁性水凝胶吸附资料用于含无机阴离子的污水厂出水和地表水的处理;

为了完成上述意图,本创造采纳了如下技能计划:

一种磁性水凝胶吸附资料的组成办法,其特征在于,依照如下进程组成:

将2,3-环氧丙基三甲基氯化铵溶于氢氧化钠溶液中,构成混合溶液;向溶液中参加与2,3-环氧丙基三甲基氯化铵必定质量比的丙烯酰胺,拌和2~4小时;

参加磁性资料、交联剂、加快剂和引发剂,常温下拌和引发自由基聚合反响至水凝胶构成;

将水凝胶浸泡水洗3~4次后冷冻干燥,研磨成固体粉末;

将固体粉末参加到镧盐溶液中拌和12小时,用磁铁进行固液别离,得到沉淀物A;

将沉淀物A参加到氢氧化钠溶液中水浴加热拌和24小时,用磁铁进行固液别离,得到沉淀物B;

将沉淀物B参加到必定浓度的氯化钠溶液中拌和12小时,用磁铁进行固液别离,得到沉淀物C,用蒸馏水清洗3~4次后进行烘干研磨处理。

优选地,所述2,3-环氧丙基三甲基氯化铵与丙烯酰胺质量比为25:4~10,优选为25:6。

优选地,所述的进程中氢氧化钠溶液的浓度为2~10wt.%,优选为5wt.%。

优选地,所述交联剂为N,N'-亚甲基双丙烯酰胺,所述加快剂为N,N,N',N'-四甲基乙二胺,磁性资料为γ-Fe3O4,引发剂为饱满过硫酸钾溶液。

优选地,所述镧盐溶液能够选用硝酸镧、氯化镧、硫酸镧中的一种或多种的组合进行装备;镧盐溶液的浓度优选为100~500g/L。

优选地,所述的进程中氢氧化钠溶液的浓度为10~50wt.%,优选为30wt.%。

优选地,水浴加热的温度为30~80℃,优选为50℃。

优选地,所述氯化钠溶液的浓度为1~15wt.%,优选为10wt.%。

优选地,PO43-、F-等阴离子污染物,浓度规模为2~1000mg/L,优选为50mg/L。

本创造所得的磁性水凝胶吸附资料可用于含无机阴离子的污水厂出水和地表水的处理,具有以下长处:

本创造选用自由基聚合法组成磁性水凝胶吸附资料,机械强度高,安稳性强,比外表积大,资料吸水性、饱满磁强度均能够调控;

本创造制备的磁性水凝胶吸附资料含有很多专属吸附位点,可完成对水中PO43-、F-等阴离子污染物的高效快速吸附;

本创造质料价格低廉,水凝胶常温常压进行聚合,工艺流程简略,无需氮气吹脱等操作,组成进程能耗较低,具有杰出的磁收回与再生功能,易于大规模制备。

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