[发明专利]一种胺基功能化的复合泡沫及其制备方法和应用

说明书

本发明一种胺基功能化的复合泡沫及其制备方法和应用，所述方法包括步骤1，将壳聚糖溶液和木质纤维素悬浮液混合均匀得到混合体系A；步骤2，在混合体系A中加入聚乙烯亚胺溶液，混合均匀后得到混合体系B，在混合体系B中加入交联剂；步骤3，先将凝胶状混合物冷冻‑解冻若干次，再依次洗涤至中性后干燥得到胺基功能化的复合泡沫。在应用该复合泡沫时包括步骤1，将所述的胺基功能化的复合泡沫置于含二价汞离子的水溶液中，该复合泡沫对二价汞离子进行吸附；步骤2，将吸附有二价汞离子的泡沫材料浸泡在硝酸或氯化钾溶液中，二价汞离子从步骤1所述的胺基功能化的复合泡沫中解吸。

技术领域

本发明属于水体重金属处理技术领域，具体为一种胺基功能化的复合泡沫及其制备方法和应用。

背景技术

随着我国工农业的快速发展，含有重金属的废水的排放量越来越大，对于环境的威胁越来越严重，如何高效快速去除废水中重金属和染料的问题变得更加突出。鉴于目前重金属离子废水对周围环境危害严重，而当前的废水处理技术和手段存在成本高、处理效果不理想、引起二次污染等问题，寻求一种价格低廉、环境友好的处理方式迫在眉睫。在目前众多废水处理方法中，吸附法由于具有材料来源广泛，价格低廉，吸附能力强，可重复使用的优点，越来越引起人们的兴趣。其中天然高分子吸附材料由于其具有来源广泛、价格低廉、环境友好等特点，近年来备受人们青睐。

木质纤维素是天然可再生木材经过化学处理、机械法加工得到的有机絮状纤维高聚物，其复杂的三维网状的空间结构中含有多种类型的官能团，如-OH、-COOH、CH₃O-、-C＝O、-C＝C-以及芳基等等，这些功能基团均可作为活性位点对重金属离子进行较好的选择吸附。此外，木质纤维素也是一种具有高比表面积的多孔材料，对某些重金属离子有一定的吸附潜力。目前，已有报道木质纤维素结构上能够接枝共聚多种类型的活性官能团，氨基、巯基、羰基、羧基等，制备得到化学改性的木质纤维素便于通过化学键、螯合配位以及静电引力等作用与重金属离子发生化学吸附作用，从而达到高效去除废水污染物中重金属。

壳聚糖是由甲壳素经部分脱乙酰基制备得到的产物，是一种常见的天然生物高分子聚合物，是生物界中唯一的一种碱性多糖，壳聚糖是一种水溶性的天然高分子，具有优异的无毒性以及良好的降解性好生物相容性。而且，壳聚糖的活泼基团(氨基和羟基)对某些电化学活性物质有很强的鳌合、吸附和离子交换作用，使得壳聚糖在薄膜，纤维，水凝胶，泡沫材料等领域显示出很强的应用前景。

聚乙烯亚胺是一种多氨基的聚阳离子电解质，高分子链上拥有大量的活性基团氨基，对重金属离子具有很强的络合能力，在重金属废水处理等方面有广泛的应用。但聚乙烯亚胺易溶于水，直接用做重金属离子吸附剂后，不能循环利用，所以把聚乙烯亚胺负载到某个基体之上，制成不溶于水的吸附剂，才能充分利用和发挥聚乙烯亚胺多氨基的优势。

泡沫是一种具有网络结构的新型多孔材料，具有低密度、高比表面积、高孔隙率等特点，从理论上讲能结合木质纤维素、壳聚糖和聚乙烯亚胺制备环境友好型吸附材料，不仅吸附能力强，吸附效率高，而且还可以循环利用，同时融入了壳聚糖良好的生物相容性和可降解等特征。因此，这样胺基功能化的复合泡沫对环境领域重金属离子的吸附具有重要的现实意义。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种胺基功能化的复合泡沫及其制备方法和应用，原材料易得，制备方法简单易行，能耗低，环境友好，且重复使用性强，绿色环保，易于产业化，复合泡沫的吸附能力强。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种胺基功能化的复合泡沫的制备方法，包括如下步骤：

步骤1，将壳聚糖溶液和木质纤维素悬浮液混合均匀得到混合体系A，壳聚糖溶液中壳聚糖的质量分数为2％-10％，木质纤维素悬浮液中木质纤维素的质量分数为2％-15％，壳聚糖溶液和木质纤维素悬浮液的质量比为(15-75)：(25-85)；