[发明专利]一种MnFe2

说明书

本发明涉及水凝胶吸附技术领域，且公开了一种MnFe₂O₄‑聚多巴胺‑丙烯酸基水凝胶磁性吸附材料，包括以下配方原料及组分：烯基功能化聚多巴胺修饰MnFe₂O₄、丙烯酸、丙烯酰胺、N,N'‑亚甲基双丙烯酰胺、偶氮二异丁腈。促进剂三乙胺和催化剂4‑二甲氨基吡啶，活化聚多巴胺中部分吲哚环上亚氨基的氢原子，与甲基丙烯酸酐的酸酐基团反应，得到烯基功能化聚多巴胺修饰MnFe₂O₄，再与丙烯酸、丙烯酰胺共聚，通过化学共价接枝的方法将MnFe₂O₄纳米粒子引入丙烯酸基水凝胶的基体中，减少了MnFe₂O₄纳米粒子之间的磁性吸引而团聚，同时避免了MnFe₂O₄纳米粒子与水凝胶发生脱落和相分离，表现出优异的物理静电吸附、化学螯合吸附和磁性吸附作用。

技术领域

本发明涉及水凝胶吸附技术领域，具体为一种MnFe₂O₄-聚多巴胺-丙烯酸基水凝胶磁性吸附材料及其制法。

背景技术

丙烯酸基水凝胶是一丙烯酸、丙烯酰胺等单体聚合得到到三维结构凝胶，具有优异的吸水性，并且含有丰富的羧基和氨基等官能团，可以通过物理静电吸附和化学螯合作用，对Cu²⁺、Cd²⁺等重金属离子，以及亚甲基蓝、甲基橙等有机染料污染物进行吸附，起到污水净化的效果，但是传统的丙烯酸基水凝胶的吸附性能有限，吸附材料的最大吸附量不高。

纳米铁氧体如纳米四氧化三铁、纳米锰铁氧体、纳米镍锌铁氧体等具有优异的磁性，比表面积大，吸附位点多、磁性吸附性能强等优点，广泛应用在污水处理方面，可以将纳米锰铁氧体等引入到丙烯酸基水凝胶的基体中，形成有机-无机杂化材料，赋予水凝胶优异的磁性吸附性能，但是锰铁氧体纳米粒子之间具有磁性吸引，在水凝胶中容易发生团聚现象，减少活性吸附位点和磁性吸附能力，并且目前通常使用物理共混的方法将纳米锰铁氧体和丙烯酸基水凝胶进行机械混合，会使锰铁氧体纳米粒子与水凝胶结合不紧密不牢固，在流动的水体环境中锰铁氧体纳米粒子容易从水凝胶基体中脱落，发生相分离，不仅影响了水凝胶材料的磁性吸附性能，同时脱落的锰铁氧体纳米粒子会造成二次污染。

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种高效的MnFe₂O₄-聚多巴胺-丙烯酸基水凝胶磁性吸附材料及其制法，解决了传统的丙烯酸基水凝胶的吸附性能不的问题，同时解决了锰铁氧体纳米粒子容易从水凝胶基体中脱落的问题。

(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MnFe₂O₄-聚多巴胺-丙烯酸基水凝胶磁性吸附材料：包括以下原料及组分，烯基功能化聚多巴胺修饰MnFe₂O₄、丙烯酸、丙烯酰胺、N,N'-亚甲基双丙烯酰胺、偶氮二异丁腈，质量比为80-300:15-60:100:40-80:5-10:3-6。

优选的，所述MnFe₂O₄-聚多巴胺-丙烯酸基水凝胶磁性吸附材料制备方法如下：

(1)向反应瓶中加入乙二醇溶剂、静电稳定剂、氯化铁和氯化锰，搅拌均匀后将溶液倒入水热反应釜中，置于反应釜加热装置中，加热至180-200℃，反应5-10h，离心分离除去溶剂、使用蒸馏水洗涤并干燥，制备得到纳米MnFe₂O₄。