[发明专利]酸改性凹凸棒土增强壳聚糖水凝胶的制备方法

说明书

本发明涉及酸改性凹凸棒土增强壳聚糖水凝胶的制备方法，所述酸改性凹凸棒土增强壳聚糖水凝胶由以下原料组成：酸改性凹凸棒土；醋酸；壳聚糖；丙烯酸；交联剂；引发剂；去离子水。本发明首先通过在酸改性凹凸棒土、壳聚糖与丙烯酸混合溶液中添加交联剂，在氮气氛围中，再通过添加引发剂，使壳聚糖的羟基上产生自由基，与小分子丙烯酸发生聚合，形成高聚物，再在此高聚物的基础上聚合酸改性凹凸棒土，通过交联剂的交联作用制得酸改性凹凸棒土增强壳聚糖水凝胶。通过控制引发剂与交联剂的添加量、时间、温度等因素，制备出各个性能均优良的酸改性凹凸棒土增强壳聚糖水凝胶。

技术领域

本发明涉及酸改性凹凸棒土增强壳聚糖水凝胶的制备方法。

技术背景

凹凸棒土是一种具有链层状结构的硅酸盐粘土矿物。本身具有多孔结构，在污水处理中，凹凸棒土可以再生，因其耗能少，有利于环境保护，故其在污水处理中具有非常广阔的应用前景。

水凝胶是一种具有三维网络结构，能溶胀吸收大量的水填充于网状结构中的一种柔性材料。水凝胶作为一种高效绿色的吸附剂，具有良好的可再生性和重复利用性，故在工业废水的处理上备受关注。因其网络结构中存在很多不同的螯合官能团，如氨基、羟基、酰胺基、羧基等活性基团，使它们可以通过离子交换、静电引力、配位螯合等作用除去废水中的重金属离子。

水凝胶作为吸附剂用于处理废水中重金属离子的应用引起研究者的重视。本研究以壳聚糖、丙烯酸、酸改性凹凸棒土为原料，以N，N’亚甲基双丙烯酰胺为交联剂，以过硫酸铵为引发剂通过水溶液聚合的方法制备酸改性凹凸棒土增强壳聚糖水凝胶的研究还未见报道。

发明内容

本发明的目的在于以经过酸改性的凹凸棒土为添加剂制备性能更加优良的壳聚糖水凝胶，达到除去废水中重金属离子的目的，公开一种酸改性凹凸棒土增强壳聚糖水凝胶的制备方法，即利用引发剂和交联剂在60℃的氮气氛围中通过溶液聚合壳聚糖、丙烯酸与酸改性凹凸棒土制备酸改性凹凸棒土增强壳聚糖水凝胶。

为实现上述目的，本发明现采用如下技术方案：

上述酸改性凹凸棒土增强壳聚糖水凝胶的制备方法，其主要步骤如下：

第一步：将凹凸棒土溶于一定浓度的盐酸溶液中，在搅拌条件下放置24小时。之后经去离子水洗涤。干燥后得到酸改性凹凸棒土，存入自封袋备用。

第二步：将酸改性凹凸棒土溶于一定质量分数的醋酸溶液，在搅拌的条件下，加入壳聚糖，得到均匀的壳聚糖与凹凸棒土混合液；在搅拌的条件下，加入丙烯酸，并搅拌均匀，搅拌时间以30分钟为宜；在搅拌条件下，加入交联剂N，N’亚甲基双丙烯酰胺，并搅拌均匀，搅拌时间以10分钟为宜；最后，在搅拌条件下，加入引发剂过硫酸铵，在温度为60℃的氮气氛围中进行反应。反应结束后，取出用无水乙醇，去离子水进行清洗，以达到洗去未反应单体的目的，制得酸改性凹凸棒土增强壳聚糖水凝胶。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明采用壳聚糖，丙烯酸与酸改性凹凸棒土在水溶液中通过引发剂，交联剂发生水溶液聚合，本反应于60℃的氮气氛围中即可完成，采用原料均为廉价易得且可以循环再生资源，便可以得到各项性能良好的酸改性凹凸棒土增强壳聚糖水凝胶。

具体实施方式

下面结合实例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。在下面各实施实例中；除非特别说明，实施例中所涉及的材料、方法均为本领域常用的材料和方法。

实例1