[发明专利]一种具有抗盐性的两性吸附材料及其制备方法和应用

说明书

本发明提出一种具有抗盐性的两性吸附材料及其制备方法和应用，属于智能高分子材料技术领域。该方法包括如下步骤：向聚乙烯醇溶液中添加顺丁烯二酸、丙烯酰胺、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯，第一混合后，加入交联剂，第二混合后，加入引发剂，得水凝胶预聚液；将上述水凝胶预聚液恒温条件下进行反应，得两性吸附材料。本发明所提出的两性吸附材料主要用于离子型污染物的吸附，该两性吸附材料对吸附阴离子和阳离子染料均具有优异的吸附性能。此外，具有优异的抗盐性，处于高盐浓度下(10～20g/L)时仍能保持良好的吸附效果。

技术领域

本发明涉及智能高分子材料技术领域，具体涉及一种具有抗盐性的两性吸附材料及其制备方法和应用。

背景技术

pH敏感性水凝胶是一类具有pH敏感特性的智能高分子水凝胶，该类凝胶中含有大量的易水解或质子化的弱酸性或弱碱性基团，可根据环境pH值变化释放或夺取，使得水凝胶吸水溶胀或脱水收缩。

从分子结构上来看，pH敏感性水凝胶由带有弱酸(碱)性基团的主链聚合物组成。其中，主链聚合物是线形聚合物之间的交联或互穿形成的大分子网络结构，用于支撑水凝胶的机械稳定性，网络中弱酸(碱)性基团则用来响应pH值的变化。

水凝胶的pH敏感性由离子键、疏水键、范德华力和氢键等四种作用共同引发，但离子键起主要作用。pH敏感性水凝胶利用分子结构中弱酸(碱)性基团在不同pH值下电离程度的不同，从而与废水中阳(阴)离子产生强弱不一的静电引力，从而实现对离子染料或重金属离子的吸附与解吸。也正因为这类水凝胶其自身具备的优越特性，近年来，在废水处理等领域受到了广泛的研究。然而，该类水凝胶难以对阴离子或阳离子染料均保持良好吸附性能，且处于高盐环境下吸附性能严重下降，限制了其在废水处理中的应用。

发明内容

本发明提出一种具有抗盐性的两性吸附材料，这种两性吸附材料对阴离子和阳离子染料均具有优异吸附性能，同时抗盐性能较佳，其制备方法简单、吸附染料范围广泛，去除率高，便于推广使用。

本发明提出一种具有抗盐性的两性吸附材料的制备方法，包括如下步骤：

向聚乙烯醇溶液中添加顺丁烯二酸、丙烯酰胺、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯，第一混合后，加入交联剂，第二混合后，加入引发剂，得水凝胶预聚液；

将上述水凝胶预聚液恒温下进行反应，得两性吸附材料。

进一步地，顺丁烯二酸：丙烯酰胺：甲基丙烯酸二甲氨基乙酯的质量比为(1～4):(1～2):(1～4)。

进一步地，顺丁烯二酸、丙烯酰胺、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯的质量之和与聚乙烯醇溶液的质量比为5％～20％。

进一步地，交联剂的质量为顺丁烯二酸、丙烯酰胺、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯质量之和的1％～8％；

引发剂的质量为顺丁烯二酸、丙烯酰胺、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯质量之和的0.5％～4％；

交联剂为N,N～亚甲基双丙烯酰胺；引发剂为K₂S₂O₈。

反应的温度为60～90℃；

反应的时间为1～3h。

进一步地，还包括：将上述两性吸附材料冷却后，采用去离子水纯化，烘干，粉碎，得凝胶颗粒。

本发明还提出上述任一所述的制备方法制备得到的具有抗盐性的两性吸附材料。

本发明还提出上述具有抗盐性的两性吸附材料在吸附离子型污染物中的应用。

进一步地，离子型污染物包括阳离子型污染物、阴离子型污染物。

进一步地，pH值＝1～6时，两性吸附材料吸附阴离子型污染物；优选的，pH值＝1～3时，两性吸附材料吸附阴离子型污染物；