[发明专利]一种复合水凝胶、其制备方法及应用在审
申请号: | 202010387099.0 | 申请日: | 2020-05-09 |
公开(公告)号: | CN111495342A | 公开(公告)日: | 2020-08-07 |
发明(设计)人: | 李乐;卢炜;戴仲然;唐双阳;曹晨;刘玲;陈拓 | 申请(专利权)人: | 南华大学 |
主分类号: | B01J20/26 | 分类号: | B01J20/26;B01J20/28;C02F1/28;G21F9/12;B01J20/30;C02F101/20 |
代理公司: | 北京集佳知识产权代理有限公司 11227 | 代理人: | 张雪娇 |
地址: | 421001 湖*** | 国省代码: | 湖南;43 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 复合 凝胶 制备 方法 应用 | ||
本发明提供了一种复合水凝胶,由以下组分制备得到,所述组分包括:壳聚糖水凝胶、含有偕胺肟基的聚合物与氧化石墨烯。与现有技术相比,本发明通过含有偕胺肟基的聚合物与氧化石墨烯及壳聚糖通过分子间作用力和氢键结合在一起,增强壳聚糖水凝胶的稳定性与机械性能,同时还可增强复合水凝胶对铀离子的选择吸附能力,从而使得到的复合水凝胶具有对铀吸附效率高、选择性强,制取简便、成本低,易于固液分离,循环利用效率高等优点,在放射性污染防控领域具有良好的应用前景。
技术领域
本发明属于水处理技术领域,尤其涉及一种复合水凝胶、其制备方法及应用。
背景技术
铀是一种放射性核素,被广泛应用于核电、国防等领域。铀对人体有化学和辐射毒性,会损害人体肾脏,免疫系统,神经系统,生育能力甚至可能导致基因突变和癌症。核工业的开发过程中会产生大量的含铀废水,近年来,随着核工业的快速发展,铀引起的水污染问题越来越严重。因此,有效去除废水中的铀具有重要意义。
水凝胶是一种具有三维网状结构的高分子材料,介于固态和液态之间的状态,由亲水性均聚物或共聚物组成,它可以在水溶液中溶胀,具有良好的透水性,生物相容性,并且可以感知和响应环境变化,在生物工程,生物医学,食品工业,水净化和重金属分离等领域得到了广泛应用。水凝胶含有大量官能团,如羟基、氨基、羧基和酰胺基团等,对重金属离子有很强的络合能力,并且其高吸水性也有利于对重金属离子的吸附,因此,水凝胶是一种可用于处理含铀废水的理想吸附剂。
但单一水凝胶的机械性能及稳定性较差,限制了其应用。
发明内容
有鉴于此,本发明要解决的技术问题在于提供一种机械性能及稳定性均较好的复合水凝胶、其制备方法及应用。
本发明提供了一种复合水凝胶,由以下组分制备得到,所述组分包括:
壳聚糖水凝胶、含有偕胺肟基的聚合物与氧化石墨烯。
优选的,所述含有偕胺肟基的聚合物为偕胺肟化的聚丙烯腈。
优选的,所述壳聚糖水凝胶中的壳聚糖、含有偕胺肟基的聚合物与氧化石墨烯的质量比为(1.5~2.5):(1.5~2.5):1。
优选的,所述壳聚糖水凝胶中的壳聚糖、含有偕胺肟基的聚合物与氧化石墨烯的质量比为2:2:1。
本发明还提供了一种复合水凝胶的制备方法,包括:
S1)将壳聚糖与含有偕胺肟基的聚合物溶于酸性溶液中,然后加入氧化石墨烯混合搅拌,得到混合物;
S2)将所述混合物滴入碱性溶液中,冷冻干燥,得到复合水凝胶。
优选的,所述酸性溶液的体积浓度为1%~3%;所述壳聚糖与酸性溶液的质量体积比为(30~70)mg:1ml。
优选的,所述氧化石墨烯以氧化石墨烯水溶液的形式加入;所述氧化石墨烯水溶液的浓度为10~20mg/ml。
优选的,所述酸性溶液为醋酸溶液;所述碱性溶液为碱金属氢氧化物溶液;所述碱性溶液的浓度为0.1~0.5mol/L;所述步骤S1)中混合搅拌的温度为35℃~45℃。
本发明还提供了上述的复合水凝胶在处理含铀废水中的应用。
优选的,所述含铀废水的pH值为5~7。
本发明提供了一种复合水凝胶,由以下组分制备得到,所述组分包括:壳聚糖水凝胶、含有偕胺肟基的聚合物与氧化石墨烯。与现有技术相比,本发明通过含有偕胺肟基的聚合物与氧化石墨烯及壳聚糖通过分子间作用力和氢键结合在一起,增强壳聚糖水凝胶的稳定性与机械性能,同时还可增强复合水凝胶对铀离子的选择吸附能力,从而使得到的复合水凝胶具有对铀吸附效率高、选择性强,制取简便、成本低,易于固液分离,循环利用效率高等优点,在放射性污染防控领域具有良好的应用前景。
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