[发明专利]一种磁性高分子吸附材料、制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种磁性高分子吸附材料、制备方法和应用，属于磁性高分子材料领域。其制备方法包括以下步骤：(1)制备磁性纳米粒子；(2)将磁性纳米粒子溶解于致孔剂中，分别加入N‑乙烯吡咯烷酮、二乙烯苯和引发剂，使其混合均匀；(3)在水溶液中加入乳化剂、分散剂；在低于60℃条件下，加入一部分步骤(2)中配制的油相溶液，温度升至60℃以上时加入其余油相溶液，搅拌反应，再进行沉淀、过滤、洗涤、干燥，最终得到磁性高分子吸附材料。所述材料粒径在2～100μm之间，磁化强度为5～19.5emu/g，比表面积210～950m²/g，所述材料可应用于吸附溶液中的无机物及有机物、无机物及有机物的控制释放以及不同物质的分离。

技术领域

本发明属于高分子材料制备方法及其应用领域，具体涉及一种磁性高分子吸附材料及其制备方法与应用。

背景技术

近年来，磁性高分子聚合材料因其具备的较高吸附容量以及良好分离性能，在环境污染物前处理以及吸附去除等方面显示了巨大的应用潜力。目前应用于环境领域的磁性高分子吸附材料主要分为两大类，一类是离子交换型，另一类为具有高比表面积的超高交联材料。

经检索，现有技术已经公布了相关的申请案；中国专利号CN201010017687.1，公开日为2012.07.04的申请案公开了一种磁性丙烯酸系强碱阴离子交换树脂的制备方法，该申请案中的磁性树脂对水体中溶解性有机物、硝酸盐、磷酸盐等阴离子有较好的去除效果；中国专利号CN201010500161.9，公开日为2011.01.19的申请案公开了一种磁性弱酸系阳离子交换树脂的合成方法，该申请案中的磁性树脂主要用于氨氮和金属等阳离子物质的去除，应用范围有一定的局限性。

中国专利号CN201110426866.5，公开日为2012.06.27的申请案公开了一种高比表面积磁性微球树脂及其制备方法和应用，该申请案中的材料对水体中的非极性以及电中性物质有非常优异的去除效率，然而对强极性或带电的物质的去除效果并不理想。

基于现有技术的缺陷，中国专利号CN 201310106265.5，公开日为2013.06.19的申请案公开了一种磁性胺基修饰超高交联树脂及其制备方法；中国专利号CN201310330339.3，公开日为2014.01.08的申请案公开了一种弱酸修饰高比表面积磁性树脂、其制备方法及其高效净化微污染水体的方法；上述两个申请案中开发的磁性材料均属于基团修饰的超高交联材料，这类材料既有丰富的孔道，又含有较高的离子交换能力，有效地扩大了磁性高分子材料的应用范围。然而这类材料也存在不可避免的缺陷：1)很难做到同时具备很高的比表面积以及离子交换能力；2)需要针对目标物质修饰特定基团，难以适应对水体中有机物的广谱性吸附。

经检索，中国专利号CN201510603600.1，公开日为2015.11.11的申请案公开了一种亲水性聚合物微球及其制备方法，该方法制备的材料对于亲水性和疏水性污染物都有较好的吸附效果，该申请案的方法以N-乙烯吡咯烷酮、亲油性的二乙烯苯为主要单体，按比例将N-乙烯吡咯烷酮、二乙烯苯和引发剂、致孔剂混合均匀，搅拌、升温反应，反应结束后进行沉淀过滤、洗涤、再过滤和干燥，得到亲水性聚合物微球；然而由于N-乙烯基吡咯烷酮是一种可与水完全互溶的高分子化合物，而二乙烯苯具有较强的疏水性，在聚合过程中两者难以很好结合，利用该申请案的制备方法合成出的亲水性聚合物微球整体产率不稳定，需要通过提高N-乙烯基吡咯烷酮的用量来提高亲水性聚合物微球的亲水性和比表面积，不具备大规模推广价值；且制备出的材料不具备磁性，应用范围较为局限，无法适应对水体中有机物的广谱性吸附。

因此，如何制备具有一定磁性，同时具有高比表面积的分子吸附材料以适用于水体中有机物的广谱性吸附是磁性高分子材料制备过程中需要继续突破的难题。

发明内容

1.要解决的问题

针对现有技术中制备的磁性材料吸附具有局限性，不能适应对水体中有机物的广谱性吸附的缺陷，本发明旨在提供一种粒径均匀性好、磁性强、吸附性强的磁性高分子吸附材料。