[发明专利]一种气凝胶型钙镁离子吸附材料制备方法

说明书

本发明公开了一种气凝胶型钙镁离子吸附材料制备方法，正硅酸四乙酯、硅溶胶、NaOH、聚丙烯酰胺、异丙醇、四丁基氟化铵、正己烷、苯基三乙氧基硅烷、ZSOF多孔纳米材料1,5‑环辛二烯、双1,5‑环辛二烯镍和2,2'‑联吡啶为主要原料，以微乳液为前体、低成本、快速制备气凝胶吸附剂及其复合材料的方法，微乳液是两种互不相溶液体在表面活性剂及助表面活性剂作用下自发形成的均一透明、热力学稳定的分散体系，制备的硬水软化ZSOF多孔气凝胶离子吸附剂，原料易得、工艺简单易操作、无二次污染,明显改善了多孔纳米材料的对硬水水质的软化效果。

技术领域

本发明涉及一种气凝胶型钙镁离子吸附材料的制备方法，属于水处理领域。

背景技术

我们日常生活使用的生活用水可以分类为软水和硬水。软水如蒸馏水也被称为饮用水,其主要成分为氢和氧,相对较纯,由于其硬度低而感觉软,而硬水如地下水,含有钙离子和镁离子作为其主要成分,由于其高硬度而感觉硬。如今,供应给大多数家庭、办公室等的自来水是具有高硬度的硬水,不仅含有在自来水净化过程中使用的氯,而且还含有一定量的重金属离子,例如铁离子、铜离子、锡离子、锌离子、汞离子等,它们可能由于环境污染和水管的老化而产生。虽然这些重金属离子对人体并非是致命性的,但已知的是,在重金属离子与脂肪酸结合时,将产生造成加速皮肤老化和皮肤疾病如变应性疾病的外源性物质。在这种情形下,发明一种软化水质的材料,以将硬水如自来水转换为软水,并且将其广泛用作在家庭、办公室等获取高质量生活用水的最方便的方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种气凝胶型钙镁离子吸附材料的制备方法,通过该方法制备的材料具有优异的金属离子吸附效果。

一种气凝胶型钙镁离子吸附材料制备方法，该方法包括以下步骤：

步骤1、量取60ml正硅酸四乙酯，20ml硅溶胶,高速搅拌的同时依次加入1.5gNaOH、3g聚丙烯酰胺，10ml异丙醇和15ml去离子水，温度保持在50℃，超声分散得到透明微乳液；

步骤2、向上述混合液中加入2g四丁基氟化铵，30g正己烷和20g苯基三乙氧基硅烷, 高速搅拌后，超声处理直至溶液变成半凝胶；

步骤3、取50gZSOF多孔纳米材料置于准备好的模具内,然后将上述所得半凝胶均匀的倒入模具,直至ZSOF多孔纳米材料浸满液体,盖上模具盖板,防止挥发，静置40分钟后,形成无机添加剂一纤维复合的凝胶材料；

步骤4、将凝胶材料置于60℃乙醇中老化5h,乙醇体积为凝胶材料体积的5倍；老化完成后,将凝胶材料放入二氧化碳超临界萃取釜内,设置压力12Mpa,温度50℃,干燥6h后,保温降压,最终得到增强型的纤维复合ZSOF多孔气凝胶离子吸附剂。

所述的ZSOF多孔纳米材料制备方式如下：

步骤1、将9.6mmol 1,5-环辛二烯加入到9.6mmol 双1,5-环辛二烯镍和4.8mmol2,2'-联吡啶的无水甲苯溶液100ml的烧瓶中；

步骤2、加热/80℃并恒温1个小时，得到紫色的甲苯溶液；

步骤3、向上述得到的紫色的甲苯溶液中加入1mmol八（对位碘代苯基）立方硅氧烷（{p-IC₆H₄SiO_1.5}₈）,于80℃搅拌反应过夜,反应得到深蓝色悬浊液；

步骤4、将步骤3得到的深蓝色悬浊液冷却到室温后,加入50ml乙酸,搅拌12小时并过滤,产物分别用水（5次×30ml）,乙醇（5次×30ml）和氯仿（5次×30ml）处理,100℃真空干燥后得到ZSOF多孔纳米材料。