[发明专利]一种改性聚多巴胺功能化的吸附剂及其制备方法与应用

说明书

本发明涉及一种改性聚多巴胺功能化的吸附剂及其制备方法与应用，吸附剂包括开孔聚氨酯海绵以及负载在开孔聚氨酯海绵上的改性聚多巴胺，该改性聚多巴胺为带有二硫代氨基甲酸根及黄原酸根的聚多巴胺；制备时，先将聚多巴胺负载在开孔聚氨酯海绵上，之后对聚多巴胺进行改性即可；应用时，将该吸附剂投入pH值为4‑9的水中，用于吸附重金属离子。与现有技术相比，本发明吸附剂可在中性、弱碱性及弱酸性条件下吸附水中的重金属，使水中的多数重金属残留浓度在0.05‑5ppm级，且不会形成新的污染，大大提高了对水中重金属的吸附效果，易于分离回收及再生。

技术领域

本发明属于水净化技术领域，涉及一种改性聚多巴胺功能化的吸附剂及其制备方法与应用。

背景技术

重金属离子以其毒性大、不降解、反复发挥毒性作用而备受关注。随着采矿、冶金、电子器件等行业的不断发展，全球金属污染状况愈加严重，这些重金属进入水体中，不断威胁着人类健康和生态安全。利用吸附法处理水中的残留金属，是一种较为有效的水净化处理方法。

重金属的种类较多，存在形式多样，常见的存在形式为金属阳离子。目前，用于吸附水体中金属阳离子的吸附剂通常含有脂肪多胺或硫醇功能基团。但是，脂肪多胺虽然因其金属配位作用能在一定程度上吸附重金属，但吸附强度不够高，对水体的净化效果较差；硫醇与多种重金属种的作用较强，吸附重金属的效果较好，但硫醇易氧化，稳定性差。

因此，迫切需要开发一种能够深度清除水中重金属的吸附剂。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种改性聚多巴胺功能化的吸附剂及其制备方法与应用。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种改性聚多巴胺功能化的吸附剂，该吸附剂包括开孔聚氨酯海绵以及负载在开孔聚氨酯海绵上的改性聚多巴胺，该改性聚多巴胺为带有二硫代氨基甲酸根及黄原酸根的聚多巴胺。

进一步地，所述的开孔聚氨酯海绵的密度为0.1-0.3g/cm3，孔隙率为68-90％，孔径为50μm-2mm，比表面积为1-5m2/g。其拉伸强度可达5Mpa。

进一步地，该吸附剂中，改性聚多巴胺的负载量为0.1-0.2mg/g吸附剂。

进一步地，所述的改性聚多巴胺中，二硫代氨基甲酸根的质量百分含量为24-28％，黄原酸根的质量百分含量为25-29％。

一种改性聚多巴胺功能化的吸附剂的制备方法，该方法包括以下步骤：

1)聚多巴胺的负载：将开孔聚氨酯海绵浸入至含有多巴胺的碱性缓冲溶液中，之后在室温下保持8-16h；

2)聚多巴胺的改性：取出开孔聚氨酯海绵并干燥，之后浸入至含有二硫化碳的碱性溶液中，保持6-24h后，取出并洗涤，即得到所述的吸附剂。

进一步地，步骤1)中，所述的碱性缓冲溶液的pH值为8-9，并且每1mL碱性缓冲溶液中加入1.5-2.5mg多巴胺。

进一步地，步骤1)中，所述的碱性缓冲溶液为Tris-HCl缓冲溶液。Tris即三羟甲基氨基甲烷。

进一步地，步骤2)中，所述的碱性溶液为无机碱的乙醇溶液，所述的碱性溶液中，无机碱的含量为多巴胺的3-6摩尔当量，二硫化碳的含量为多巴胺的3-12摩尔当量。

进一步地，所述的无机碱包括氢氧化钾或氢氧化钠中的一种或两种。

作为优选的技术方案，步骤2)中，将开孔聚氨酯海绵浸入至含有二硫化碳的碱性溶液中之后，可采用低频震荡或温和搅拌的方式保持6-24小时。

作为优选的技术方案，步骤2)中，所述的洗涤包括醇洗及水洗。