[发明专利]一种环保型智能吸附材料及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种环保型智能吸附材料及其制备方法和应用，属于材料合成技术领域；本发明中，将偶氮苯、环糊精、N‑异丙基丙烯酰胺进行接枝共聚，在吸附材料中同时引入光敏组分与温敏组分，使其能够吸附尽可能多的污染物，增大了吸附量，并能通过光照或温度的改变循环再生，以达到经济绿色的目的。

技术领域

本发明属于材料合成技术领域，具体涉及一种环保型智能吸附材料及其制备方法和应用。

背景技术

目前，对污染物的处理方法主要有萃取法、氧化法、生物降解法、吸附法和光降解法等，吸附法由于其操作简单、成本低廉的特点得到了广泛应用。β-环糊精是一种极具有潜力的吸附材料，其来源广泛、成本低，具有独特的分子结构且易于再生，但是β-环糊精部分溶于水，这限制了其在水污染处理中的应用。

现有技术中有将β-环糊精与四氟对苯二腈反应来制备环糊精聚合材料，并应用于吸附处理阳离子染料废水，但是四氟对苯二腈价格昂贵、毒性较大，并且制备的环糊精聚合材料成本较高、具有潜在的后处理毒性，使用范围不广。铝-金属有机骨架/还原氧化石墨烯复合材料能够吸附水中的对硝基苯酚，吸附量达到了307.38mg/g，但这种材料在循环利用时工艺复杂，需要大量有机溶剂进行淋洗，造成了二次污染。N-异丙基丙烯酰胺pH敏感型水凝胶，具有低温溶胀、高温收缩的特性，能够吸附对甲基紫 ；环糊精/偶氮苯改性聚丙烯酸二元复合水凝胶对紫外光有光响应特性，能够吸附双酚A和亚甲基蓝。但上述两种吸附剂都采用单一敏感控制体系，吸附量也不大。

发明内容

针对现有技术中存在不足，本发明提供了一种环保型智能吸附材料及其制备方法和应用。本发明将偶氮苯、环糊精、N-异丙基丙烯酰胺进行接枝共聚，在吸附材料中同时引入光敏组分与温敏组分，使其能够吸附尽可能多的污染物，增大了吸附量，并能通过光照或温度的改变循环再生，以达到经济绿色的目的。

本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的：

本发明首先提供了一种环保型智能吸附材料，所述吸附材料为三维网络结构，所述吸附材料通过自由基聚合将光敏感单体和温度敏感单体接枝到聚合网络中。

本发明还提供了上述环保型智能吸附材料的制备方法，包括如下步骤：

（1）环糊精酯的制备：

将环糊精溶于二甲基甲酰胺中，加入4-二甲氨基吡啶，然后滴入丙烯酸，完全溶解后在水浴锅中搅拌，接着滴入含有二环己基碳二亚胺的二甲基甲酰胺溶液中，通入氮气反应，反应结束后冷却至室温，真空抽滤，滤液中加入丙酮，真空抽滤，最后将得到的白色固体烘干，得到环糊精酯。

其中，环糊精、二甲基酰胺、4-二甲氨基吡啶、丙烯酸的摩尔比为1:1000～1200：1：6～10；所述含有二环己基碳二亚胺的二甲基甲酰胺溶液中，二环己基碳二亚胺与丙烯酸摩尔比为1:1，二环己基碳二亚胺、二甲基甲酰胺和丙酮的摩尔比为1：12～25:679～1087。

所述搅拌温度为50～70℃；所述反应时间为8～12h，所述干燥的温度为50～70℃。

（2）丙烯酰胺基偶氮苯的制备：

将对氨基偶氮苯溶于苯中，加入三乙胺后磁力搅拌，然后加入丙烯酰氯,在50～70℃条件下搅拌回流反应，反应结束后冷却、真空抽滤、干燥，得到的橙红色固体洗涤、抽滤、干燥，并用无水乙醇重结晶，最后将得到的产物烘干，得到丙烯酰胺基偶氮苯。

其中，对氨基偶氮苯、苯、三乙胺和丙烯酰氯的摩尔比为1：0.02～0.05：1:1；所述干燥的温度为50～70℃。

（3）环保型智能吸附材料的制备：

在二甲亚砜溶液中加入环糊精酯、丙烯酰胺基偶氮苯、异丙基丙烯酰胺和N,N-亚甲基双丙烯酰胺，超声震荡溶解得混合溶液，然后再加入含偶氮二异丁腈的二甲亚砜溶液，混合均匀后水热反应，反应结束后浸泡洗涤，得到所述环保型智能吸附材料。