[发明专利]一种磁性超支化聚合物基多孔碳吸附材料及其制法

说明书

本发明涉及吸附材料技术领域，且公开了一种磁性超支化聚合物基多孔碳吸附材料，包括以下配方原料及组分：二茂铁‑三聚氰胺共聚物、甲醛、间苯二酚、交联剂、催化剂、致孔剂、端氨基超支化聚合物。该一种磁性超支化聚合物基多孔碳吸附材料，三维树脂状超支化聚合物、酚醛树脂和二茂铁‑三聚氰胺共聚物三者交联聚合，二茂铁‑三聚氰胺均匀分散和附着在三维多孔超支化聚合物的基体中，高温热裂解成比表面积巨大、孔隙结构丰富的多孔碳材料，二茂铁热裂解为磁性铁纳米颗粒，多孔碳材料均匀包覆住磁性铁纳米颗粒，两者结合紧密，铁纳米颗粒很难从多孔碳材料中分离，分散均匀的纳米铁增强了多孔碳材料的磁性和吸附性能。

技术领域

本发明涉及吸附材料技术领域，具体为一种磁性超支化聚合物基多孔碳吸附材料及其制法。

背景技术

我国是一个严重缺水的国家，淡水资源人均占有量不到世界人均水量的四分之一，有三分之二的城市存在供水不足和缺水的问题，缺水量为70亿立方米左右，其中缺水比较严重的城市有一百多个，同时自然水体环境受到严重污染，污染物主要来源于未经处理而排放的工业废水、生活污水和农业污水，污染物主要有无机污染物，如酸、碱、盐包括铜、镉、汞等重金属离子和化合物；以及有机污染物，如碳水化合物、蛋白质和油脂等天然有机物、以及溶剂、染料、涂料等，对水资源生态环境以及居民的身体健康造成了严重的危害。

目前对于污水处理的主要方法有化学沉淀法、化学中和法、物理吸附法、物理絮凝法等，多孔材料是由相互贯通或封用的孔隙构成网络结构的材料，具有相对密度低、强度髙、比表面积大等优点，广泛用于吸附和分离、离子交换、能源存储和转换等领域，为了通过多孔碳材料的吸附性能和可回收性，可以在多孔碳材料中加入磁性物质如铁氧体、四氧化三铁、铁纳米颗粒等，但是传统的磁性多孔碳吸附材料，通常试是将由磁性物质和多孔碳材料，通过物理掺杂和机械共混等手段进行复合，导致磁性物质和多孔碳材料结合不牢固，很容易出现相分离，大大降低了吸附材料的磁性和吸附性能。

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种磁性超支化聚合物基多孔碳吸附材料及其制法，解决了磁性物质和多孔碳材料结合不牢固，容易出现相分离的问题。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种磁性超支化聚合物基多孔碳吸附材料，包括以下按重量份数计的配方原料及组分：8-15份二茂铁-三聚氰胺共聚物、22-28份甲醛、36-62份间苯二酚、4-7份交联剂、1-3份催化剂、1-5份致孔剂、2-6份端氨基超支化聚合物。

优选的，所述交联剂为乌洛托品，催化剂为磷酸，致孔剂为甲苯。

优选的，所述二茂铁-三聚氰胺共聚物制备方法包括以下步骤：

(1)向反应瓶中加入硫酸溶液和甲醇溶剂，再加入三聚氰胺搅拌溶解，置于低温恒温仪中，在0-5℃下加入亚硝酸钠、1,1-二氨基二茂铁和戊二醛，匀速搅拌反应30-40h，将溶液过滤除去溶剂，使用乙醇洗涤固体产物，并充分干燥，制备得到二茂铁-三聚氰胺共聚物。

优选的，所述硫酸、三聚氰胺、亚硝酸钠、1,1-二氨基二茂铁和戊二醛的物质的量比为40-50:8-12:16-20:1:3-5。

优选的，所述低温恒温仪包括反应釜体、反应釜体的左上侧固定连接有进料管、进料管活动连接有进料阀门、进料管上方固定连接有均混室、反应釜体的下方固定连接有出料管，出料管与出料阀门活动连接，反应釜体左侧与进气管固定连接，进气管活动连接有进气阀，进气管的下端与气泵固定连接，反应釜体的右上方与雾化管固定连接，雾化管与雾化阀活动连接，雾化管的一端固定连接有雾化泵，反应釜体的上方固定连接有搅拌装置，搅拌装置活动连接有搅拌轴，搅拌轴与滑轨固定连接，滑轨活动连接有导轮，导轮与搅拌扇片固定连接。

优选的，所述端氨基超支化聚合物制备方法包括以下步骤：