[发明专利]一种交叉网络、天然可循环使用腐植酸型吸附材料及其制备方法及应用

说明书

本发明提供一种交叉网络、天然可循环使用腐植酸型吸附剂及其制备方法及应用，是以聚乙烯醇、瓜尔胶和腐植酸盐为原料，以丙烯酸为单体，在交联剂和引发剂的作用下，通过水溶液聚合反应得到。本发明利用水溶液聚合作用，通过丙烯酸将聚乙烯醇与腐植酸和瓜尔胶交联形成交叉网络结构水凝胶。本发明合成的吸附材料利用腐植酸和丙烯酸上大量的羧基活性基团，及聚乙烯醇和瓜尔胶上存在的众多羟基基团，在吸附材料置于水中的时候，羟基、羧基可以迅速亲近水分子，羟基可形成氢键，羧基可形成羧酸根，与染料分子通过静电作用，与金属离子通过配位作用形成螯合物，最终达到去除有机染料和重金属离子污染物的目的。

技术领域

本发明属于材料制备和环境科学与技术领域，具体涉及一种交叉网络、天然可降解腐植酸型吸附材料及其制备方法及应用。

背景技术

在社会迅猛发展的同时，有机染料及重金属离子污染日益严重。为保护生态环境，去除有机染料和重金属离子污染势在必行。吸附处理法因其处理操作简单，成本低廉，无二次污染，现已被广泛应用于有机染料及重金属离子污染处理方面。水凝胶吸附剂因其结构中存在众多官能团，为污染物的去除提供众多活性位点。水凝胶吸水溶胀不溶解，为吸附剂与吸附质的分离提供了便捷的途径。

传统水凝胶吸附容量和去除率低，大多不能重复使用，达不到实际生产对污染物去除的要求，并且传统水凝胶的合成原料毒性大，合成方法复杂，合成工艺技术要求和成本高。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种交叉网络、天然可循环使用腐植酸型吸附剂及其制备方法及应用，本发明合成原料绿色天然，制备工艺简单，操作要求低，成本低，制备的吸附剂吸附容量和去除率高，并且可循环使用，可满足实际生产的要求。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种交叉网络、天然可循环使用腐植酸型吸附材料的制备方法，是以聚乙烯醇、瓜尔胶和腐植酸盐为原料，以丙烯酸为单体，在交联剂和引发剂的作用下，通过水溶液聚合反应得到。

优选的，腐植酸盐为腐植酸钠或腐植酸钾。

优选的，引发剂为过硫酸铵或过硫酸钾。

优选的，交联剂为N,N'-亚甲基双丙烯酰胺。

优选的，所述制备方法具体包括如下步骤：

步骤1，分别配制聚乙烯醇溶液、瓜尔胶溶液、腐植酸盐溶液、丙烯酸溶液、交联剂溶液和引发剂溶液；

步骤2，将聚乙烯醇溶液与腐植酸盐溶液于55-70℃，转速为100-150 r/min搅拌下混合均匀，形成混合液A；

步骤3，将交联剂溶液加入丙烯酸溶液中，形成混合液B，将混合液B 滴入步骤2得到混合液A中，将引发剂溶液滴入步骤2中混合液A中；

步骤4，在步骤3中的溶液滴加完后，搅拌持续20-40min后，加入瓜尔胶溶液，继续搅拌2-4h，得到粘稠状凝胶材料；

步骤5，将步骤4中的凝胶材料进行冷冻解冻操作，然后冷冻干燥，得到交叉网络、天然可循环使用腐植酸型吸附材料。

优选的，聚乙烯醇、腐植酸盐、丙烯酸和瓜尔胶的质量比为(0.8-1.6)： (0.01-0.05)：(2-6)：(0.2-0.4)。

所述的制备方法得到的交叉网络、天然可循环使用腐植酸型吸附材料。

所述的交叉网络、天然可循环使用腐植酸型吸附材料在含有机染料的污水处理中的应用。

所述的交叉网络、天然可循环使用腐植酸型吸附材料在含重金属离子的污水处理中的应用。

优选的，交叉网络、天然可循环使用腐植酸型吸附材料在吸附有机染料或重金属离子后，通过在稀硝酸中浸泡进行再生利用。