[发明专利]一种基于高分子复合物原理的微纳米颗粒收集方法

说明书

本发明公开了属于环境材料技术领域的一种基于高分子复合物原理的微纳米颗粒收集方法。包括如下步骤：向含0‑30wt％微纳米颗粒水体系中加入给、受体高分子材料和无机酸，然后搅拌生成不溶物质并分离；反应体系中加入量按重量份计：给体高分子材料5‑10份，受体高分子材料5‑10份，无机酸1‑2份，余量溶剂。给体高分子材料与受体高分子材料的质量比为1：1～2：1；给、受体高分子材料质量是微纳米颗粒质量的2～6％。本发明通过调节高分子复合物的非共价键作用位点数目，利用微纳米颗粒表面丰富的极性基团，与高分子链上的作用位点结合，使微纳米颗粒随高分子复合物形成凝胶或沉淀后分离，是一种高效的微纳米颗粒收集方法。

技术领域

本发明属于环境材料技术领域，尤其涉及一种基于高分子复合物原理的微纳米颗粒收集方法。

背景技术

在众多水环境治理方法中，吸附剂法是一种简便、高效的方法。其主要特征是采用比表面积大、成本低且绿色的微纳米材料作为客体分子的吸附剂，在特定装置中对流动的污染水源进行清洁。然而，吸附后的纳米颗粒由于体积小、质量轻，往往难于收集。另一方面，许多吸附剂颗粒(尤其是纳米颗粒)在装置工作过程中，极易从设备中渗漏出，进入处理后的水中形成二次污染。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出了一种基于高分子复合物原理的微纳米颗粒收集方法，包括如下步骤：向含有微纳米颗粒的水体系中加入受体高分子材料、给体高分子材料和无机酸形成反应体系，然后搅拌生成不溶物质并分离；

所述反应体系中加入量按重量份计：给体高分子材料5-10份，受体高分子材料5-10份，无机酸1-2份，余量溶剂；其中，给体高分子材料与受体高分子材料的质量比例关系为1：1～2：1；

水体系中，微纳米颗粒的含量为0～30wt％，给体高分子材料与受体高分子材料总质量是微纳米颗粒质量的2～6％。

所述给体高分子材料和受体高分子材料的分子量为10⁴～10⁶g/mol。

给体高分子材料为聚丙烯酸PAA、聚甲基丙烯酸PMAA、聚丙烯酸钠PAANa、聚甲基丙烯酸钠PMAANa中的一种或几种。

受体高分子材料为聚乙二醇PEO、聚N-异丙基丙烯酰胺PNIPAAM、聚丙烯酰胺PAAM中的一种或几种。

微纳米颗粒的粒径为微米级或纳米级。

所述微纳米颗粒为二氧化硅、介孔二氧化硅、活性炭、氧化铝中的一种或几种。

所述无机酸为盐酸、硝酸、磷酸中的一种或几种。

所述无机酸在体系中的质量浓度为0％～1％。

反应体系的溶剂为水。

一种基于高分子复合物原理的微纳米颗粒收集方法，包括以下步骤：

1)配置浓度范围为1mg/mL～10mg/mL的受体高分子材料水溶液；

2)配置浓度范围为1mg/mL～10mg/mL的给体高分子材料水溶液；

3)向100mL的含有0～30wt％微纳米颗粒的水体系中依次加入受体高分子材料水溶液和给体高分子材料水溶液各5～10mL，得到高分子复合物；

4)向步骤3)中的体系中加入无机酸3～5滴；

5)将步骤4)中的液体体系用玻璃棒充分搅拌，至生成凝胶或沉淀；

6)将步骤5)中的凝胶或沉淀用玻璃棒分离出体系。

本发明的有益效果在于：

1.本发明所设计的微纳米颗粒收集方法，是一种操作简便、反应时间短且高效的收集方法，其搅拌收集时间在10s以内，收集效率即可达到100％。