[发明专利]一种表面荷负电的功能化密胺海绵及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种表面荷负电的功能化密胺海绵的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

(1)将聚多巴胺修饰的密胺海绵浸泡在酸性溶液中活化一定时间；

(2)在步骤(1)的溶液体系中添加一定量的阴离子聚电解质，磁力搅拌或震荡一定时间使荷正电的聚多巴胺与荷负电的阴离子聚电解质进行静电自组装，反应完成后将海绵取出洗净，干燥，即制得表面荷负电的功能化密胺海绵；

步骤(1)中所述的酸性溶液的pH为2～5；用于调节pH的酸为稀盐酸、稀硫酸、稀硝酸或醋酸的一种或多种；

步骤(1)中所述的活化的温度为25～40℃；

步骤(1)中所述的活化的时长为10～180分钟；

步骤(2)中所述的阴离子聚电解质为聚对苯乙烯磺酸钠、聚丙烯酸、聚丙烯酸钠、阴离子聚丙烯酰胺、海藻酸钠、木质素磺酸盐中的一种或多种；

步骤(2)中所述的阴离子聚电解质与密胺海绵的比值为3.7～44.4mg：1cm³。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：

步骤(2)中所述的磁力搅拌或震荡的温度为25～60℃；

步骤(2)中所述的磁力搅拌或震荡的时长为2～24小时；

步骤(2)中所述的干燥为真空干燥；真空干燥的温度为25～60℃。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：

步骤(2)中所述的阴离子聚电解质与密胺海绵的比值为14.8mg：1cm³；

步骤(2)中所述的磁力搅拌或震荡的温度为25℃；

步骤(2)中所述的磁力搅拌或震荡的时长为8小时；

步骤(2)中所述的干燥的温度为25℃；

步骤(1)中所述的酸性溶液的pH为3；

步骤(1)中所述的活化的温度为25℃；

步骤(1)中所述的活化的时长为60分钟。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：

在步骤(1)之前还包括(A)密胺海绵的预处理和(B)聚多巴胺修饰的密胺海绵的制备的步骤；

(A)密胺海绵的预处理：将密胺海绵依次浸泡在丙酮、无水乙醇和去离子水中进行超声清洗，除去原料中的其他杂质，干燥后备用；

(B)聚多巴胺修饰的密胺海绵的制备：将步骤(A)预处理好的密胺海绵浸泡在含有多巴胺的碱性溶液中，让多巴胺在基体表面充分氧化聚合沉积，即制得聚多巴胺修饰的密胺海绵。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：

步骤(A)中所述的超声清洗的时间为10分钟；

步骤(A)中所述的干燥的温度为60℃；

步骤(B)中所述的碱性溶液为Tris-HCl缓冲溶液、PBS缓冲溶液、NaOH溶液、NaHCO₃溶液或NH₃·H₂O-EtOH混合溶液，其pH为8.0～9.0；

步骤(B)中所述的多巴胺在含有多巴胺的碱性溶液中的浓度为2mg·mL^-1～10mg·mL^-1；

步骤(B)中所述的浸泡的温度为25～60℃；

步骤(B)中所述的浸泡的时间为8～24小时。

6.一种表面荷负电的功能化密胺海绵，其特征在于：通过权利要求1～5任一项所述的制备方法制备得到。

7.权利要求6所述的表面荷负电的功能化密胺海绵在吸附阳离子染料和/或重金属离子中的应用。

8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于：

所述的表面荷负电的功能化密胺海绵在处理含阳离子染料和/或重金属离子的废水中的应用。

9.根据权利要求7或8所述的应用，其特征在于：

所述的阳离子染料为隔离型阳离子染料、共轭型阳离子染料、迁移型阳离子染料、改用型阳离子染料、分散型阳离子染料和活性阳离子染料中的至少一种；

所述的重金属离子为Cu²⁺、Hg²⁺、Ni²⁺、Cd²⁺、Pb²⁺、Zn²⁺、Co²⁺、Mn²⁺、Cr³⁺、Cr⁶⁺、As³⁺和As⁵⁺中的至少一种。