[发明专利]氨基多羧酸多孔材料及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种氨基多羧酸多孔材料及其制备方法和应用，其制备方法为将刚性颗粒分散于聚乙撑亚胺的水溶液内，并调节pH值，搅拌下加入油相，得到水包油型乳液；在水包油型乳液内加入交联剂进行交联，脱油脱水，并干燥得到多孔材料；将多孔材料加入含卤代乙酸的水溶液内在碱性条件下进行反应，得到氨基多羧酸多孔材料；该多孔材料作为吸附剂使用时，可以通过调节pH值进行再生，一般对有机阴离子低pH值下吸附而高pH值下脱附；对有机阳离子高pH值下吸附而低pH值下脱附；吸附金属离子则在中性附近进行，可在pH＝1‑3条件下再生；与现有技术相比，本发明的氨基多羧酸多孔材料具有尺寸大、机械强度较高、易再生和易分离等特点。

技术领域

本发明属于材料环保和分离技术领域，具体涉及一种氨基多羧酸多孔材料及其制备方法和应用。

背景技术

目前作为环境处理和分离净化的吸附剂还有许多不足。例如，有的吸附剂尺寸太小，很难方便地从吸附体系中分离出来；有的吸附剂很难再生，比如吸附大尺寸直接染料后，由于染料和吸附剂间存在很强的不可逆范德华互补作用，很难脱附。此外，再生和重复利用，操作方便性等都对吸附剂提出了很高要求。

大孔多孔材料的制备一般都面临两个挑战：低力学强度和表面难功能化。通过油包水浓乳液能方便地制备通孔材料，但所得的材料通常像粉笔一样，很易脆断成粉，形成二次污染。对其进行力学增强常常是高成本活动。表面官能团的精细设计也是重要挑战，它直接决定材料的可再生性和吸附强度与效率。多孔材料的力学性能不足是普遍性问题，人们已经进行了很多尝试，例如使用特定单体；使用亲油性刚性颗粒作为添加剂；调控交联均匀度等。目前通用性高和成本可接受的方案仍然非常缺乏。采用水包油性浓乳液体系制备多孔材料也有尝试。许多商业化的增强微粒具有水分散性，可以直接用到水包油性浓乳液中，从而改善材料的力学强度。但是水包油浓乳液法形成的多孔材料表面一般亲油，很难用到水性系统如水处理、水性体系等中，低成本和易操作性是吸附剂获得实际应用的重要前提。

发明内容

针对现有技术中的不足，本发明的首要目的是提供一种氨基多羧酸多孔材料的制备方法。

本发明的第二个目的是制备上述氨基多羧酸多孔材料。

本发明的第三个目的是提供上述氨基多羧酸多孔材料的用途。

为达到上述目的，本发明的解决方案是：

一种氨基多羧酸多孔材料的制备方法，其包括如下步骤：

(1)、将刚性颗粒分散于聚乙撑亚胺的水溶液内，并调节pH值为10.5-12.5，搅拌下加入油相，得到水包油型乳液；

(2)、在水包油型乳液内加入交联剂进行交联，脱油脱水，并干燥得到多孔材料；将多孔材料加入含卤代乙酸的水溶液内在pH＞7的条件下进行加热反应，使残留活泼氨基转化为氨基多羧酸，得到氨基多羧酸多孔材料。

进一步地，步骤(1)中，刚性颗粒选自水分散性物质。

进一步地，步骤(1)中，刚性颗粒选自微晶纤维素、二氧化硅、二氧化钛、膨润土、高岭土、四甲基铵基笼形聚倍半硅氧烷和碳酸钙中的一种以上。

进一步地，步骤(1)中，刚性颗粒的粒径为30nm-300μm。

进一步地，步骤(1)中，刚性颗粒的用量为氨基多羧酸多孔材料干重的10-60wt％。

进一步地，步骤(1)中，聚乙撑亚胺的数均分子量Mn为2×10³-7×10⁴。

进一步地，步骤(1)中，聚乙撑亚胺选自支化聚乙撑亚胺和线性聚乙撑亚胺中的一种以上。

进一步地，步骤(1)中，聚乙撑亚胺在聚乙撑亚胺的水溶液中的浓度为0.01-0.35g/mL。

进一步地，步骤(1)中，油相选自烷烃和石油醚中的一种以上。