[发明专利]一种用于废水处理的天然聚电解质凝胶吸附剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于废水处理技术领域，涉及一种天然聚电解质凝胶吸附剂的制备方法，该凝胶吸附剂可用于含重金属离子及染料的废水处理。

背景技术

近年来，随着工农业废水及城市生活污水排放量的不断增加，江、河、湖等水域普遍受到不同程度的污染，水质不断恶化，对人类健康及生态环境造成严重危害。工业常用的废水处理方法主要分为物理处理法、化学处理法、生物处理法。但大部分处理方法存在处理剂剂量大，费用昂贵，效果不理想，而且还会造成二次污染等问题。吸附法是一种简单、价廉且行之有效的处理方法，开发无毒、成本低、高效且具有较强的络合作用的吸附剂成为目前研究的热点。

天然高分子具有良好的生物相容性和生物可降解性，资源丰富而且可再生，以天然高分子应用于废水处理已受到人们的广泛关注。天然聚电解质及改性天然聚电解质如壳聚糖、海藻酸钠、腐殖酸、透明质酸、羧甲基纤维素钠、羧甲基淀粉钠、单宁酸，由于富含离子，可吸附废水中的重金属离子及染料离子，作为环保材料，已广泛用于废水处理的絮凝剂或吸附剂。中国专利公告号CN 103359816A（公开日为2013年10月23日）公开了‘一种改性海藻酸钠絮凝剂的合成方法及其应用’，中国专利公告号CN 101007264（公告日为2007年8月1日）公开了‘一种新型壳聚糖衍生物吸附剂的制备及应用’。然而，（改性）天然聚电解质作为絮凝剂应用于废水处理后也存在不易分离的问题，而通过交联剂将这些天然聚电解质交联，也会损耗具有吸附作用的活性点，从而使其吸附能力下降。

本发明利用光聚合交联技术交联亲水性的聚乙二醇大分子单体形成亲水性凝胶网络结构，原位聚合时将天然聚电解质束缚在其网络结构中。在废水中，高度溶胀的凝胶网络，有利于网络结构中天然聚电解质吸附废水中的重金属离子及染料分子等。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于废水处理的天然聚电解质凝胶吸附剂的制备方法。

本发明所采用的技术方案： 一种用于废水处理的天然聚电解质凝胶吸附剂的制备方法，其制备方法包括以下步骤：（1） 聚乙二醇与丙烯酰氯或甲基丙烯酰氯或甲基丙烯酸缩水甘油酯反应得到双丙烯酸酯或双甲基丙烯酸酯封端的聚乙二醇大分子单体；（2） 将天然聚电解质溶解于水中，配制成质量百分比浓度为1 ~ 5%的聚电解质水溶液；（3）按重量计向100份的聚电解质水溶液中加入15 ~ 30份上述制备双丙烯酸酯或双甲基丙烯酸酯封端的聚乙二醇大分子单体，搅拌溶解，再加入0.1 ~ 0.5份光引发剂，混合均匀，然后超声处理5 ~ 15min，最后倒入模具中，于波长为365nm的低强度紫外光下照射5 ~ 30min，制得天然聚电解质凝胶吸附剂。

上述的聚乙二醇的分子量为1,000 ~ 20,000，聚乙二醇与丙烯酰氯或甲基丙烯酰氯反应制备双丙烯酸酯或双甲基丙烯酸酯封端的聚乙二醇大分子单体的过程如下：将聚乙二醇溶于盛有干燥二氯甲烷的反应容器中，将反应容器置于0℃冰浴中，再向反应容器中加入6倍于聚乙二醇摩尔数的三乙胺，然后逐滴滴加6倍于聚乙二醇摩尔数的丙烯酰氯或甲基丙烯酰氯形成混合液，混合液在0℃条件下搅拌反应12h，然后将反应容器置于25℃条件下继续反应12h，过滤，滤液以石油醚沉淀，并置于真空烘箱中在室温下真空干燥48h，得到双丙烯酸酯或双甲基丙烯酸酯封端的聚乙二醇大分子单体。

上述的聚乙二醇与甲基丙烯酸缩水甘油酯反应制备双甲基丙烯酸酯封端的聚乙二醇大分子单体的过程如下：将聚乙二醇溶于盛有干燥二氯甲烷的反应容器中，再分别加入4倍于聚乙二醇摩尔数的甲基丙烯酸缩水甘油酯及催化剂4-二甲氨基吡啶，反应混合液在室温下搅拌反应48h，反应完成后，以石油醚沉淀，过滤，干燥，并置于真空烘箱中在室温下真空干燥48h，得到双甲基丙烯酸酯封端的聚乙二醇大分子单体。

上述的天然聚电解质为海藻酸钠、壳聚糖、腐殖酸、透明质酸、羧甲基纤维素钠、羧甲基淀粉钠、单宁酸中的一种或几种。

上述的光引发剂为2,2-二甲氧基-2-苯基-苯乙酮，2-羟基-2-甲基-1-丙酮，1-羟基-环己基苯酮及2,2-二乙氧基-苯乙酮中的一种。将紫外光引发剂溶于1-乙烯基-2-吡咯烷酮中配制成质量百分比浓度为30%的溶液。

上述的低强度紫外光是指强度为0.1 ~ 16mW/cm²的紫外光。