[发明专利]一种抗菌吸附海绵材料的制备方法

说明书

本发明提供了一种抗菌吸附海绵材料的制备方法。包括以下步骤：(1)准确称量聚乙烯醇并将按一定质量分数其溶解于去离子水中，搅拌均匀；(2)向聚乙烯醇溶液中加入吸附剂、抗菌剂(或抗菌吸附剂)、发泡剂、交联剂和催化剂，每加入一种试剂后搅拌一定时间使试剂分散均匀；(3)将前驱体转移到模具中，加热固化成型；(4)将成型的复合海绵用水清洗数次后干燥一定时间，得到干燥的海绵材料。该方法制备方法过程简单，成本低，适用范围广。制备的海绵材料具有抗菌性能，以及具有多孔、亲水、耐溶剂，对有机染料和重金属离子的吸附速率快、去除效率高、能耗低的性质。并且该海绵材料能够多次循环利用。

技术领域

本发明涉及吸附材料领域，具体涉及一种抗菌吸附海绵材料的制备方法。

背景技术

目前市面上所贩售净水器的净水功能大多由超滤膜、纳滤膜及反渗透膜组件实现。这些膜类组件能够高效地截留水中的污染物，但水通量较小，往往需要增压泵来提供额外的能量。此外，膜组件也很容易发生膜孔堵塞的现象，寿命较短。以家用净水器为例，每两三个月就需要更换一次滤芯，且更换下来的滤芯无法再次使用。

海绵是一种具有多孔结构的材料。利用聚乙烯醇制得的海绵材料具有比表面积大、通量高、耐溶剂等性质，但其对水中污染物的截留性不好、吸附性也较差，因此不常用于净水组件。虽然目前已有研究人员成功将吸附剂与海绵材料复合，制出具有高吸附性能的海绵材料，在最佳条件下，复合海绵在最优条件下，Cu²⁺和Pb²⁺的平衡吸附量分别可以高达1114.7mg/g和4855.8mg/g(许晓琪，等.成都纺织高等专科学校学报，2015，4：23-27)，并且，吸附海绵材料也能够在脱附清洗后再次使用。但在实际应用中，海绵材料仍有缺陷，即因其疏松多孔的性质，吸附海绵材料极易成为细菌滋生的温床，造成净化水的二次污染。

本发明将抗菌剂分散到吸附海绵材料内部，制得兼具高通量与高吸附效率，在使用过程中能够防止细菌污染的抗菌吸附海绵材料，并且该吸附海绵材料在脱附清洗后能够实现多次利用。

发明内容

针对现有吸附海绵材料易滋生细菌的缺点，本发明将抗菌剂分散到吸附海绵材料内部，在保证吸附海绵原有的大表面积、高通量、高吸附效率以及耐溶剂性的同时，增加了材料在实际使用过程中的抗菌性。此外，所述的方法可控性好、流程简单、成本低，既可适用于大规模的污水处理，也可满足家用净水需求。制备出的抗菌吸附海绵材料也能够实现多次利用。

本发明提供的抗菌吸附海绵材料制备方法的技术方案为：在吸附海绵成型前向聚乙烯醇溶液中加入抗菌剂，使其均匀分散，再将溶液加热固化成型，清洗干燥，得到抗菌吸附海绵材料。该方法具体包括以下步骤：

(1)聚乙烯醇溶液的制备：准确称量聚乙烯醇并将其按一定质量分数溶解于去离子水中，搅拌均匀；

(2)前驱体的制备：向步骤(1)中得到的聚合物溶液中加入吸附剂、抗菌剂、发泡剂、交联剂和硫酸水溶液，每加入一种试剂后搅拌一定时间使试剂分散均匀；

(3)复合海绵的固化成型：将步骤(2)得到的溶胶转移到模具中，加热固化成型；

(4)复合海绵的清洗干燥：将步骤(3)中得到的复合海绵用水清洗数次后干燥一定时间，得到干燥的海绵材料。

所述的聚乙烯醇溶液使用的聚乙烯醇的型号包含1750型、1799型和2699型等，占水溶液质量分数为2-12％。搅拌时长为20-80min。

所述的前驱体中吸附剂的质量分数为0.1-1％，发泡剂的质量分数为2-20％，交联剂的质量分数为5-20％，催化剂的质量分数为5-20％。

所述的吸附剂为氧化石墨烯、还原氧化石墨烯中的一种或多种。

所述的抗菌剂为单宁酸、含银离子材料、壳聚糖、氧化锌等中的一种或多种。