[发明专利]一种复合水凝胶的制备方法、复合水凝胶及其应用

说明书

本发明公开了一种复合水凝胶的制备方法，包括以下步骤：A：偕胺肟化聚丙烯腈的制备：将聚丙烯腈溶解于有机溶剂中进行偕胺肟改性处理，得到偕胺肟化聚丙烯腈；B：将步骤A得到的偕胺肟化聚丙烯腈用水洗涤，干燥；C：将海藻酸钠和步骤B制得的偕胺肟化聚丙烯腈混合，加入水，用搅拌器搅拌均匀后，滴入氯化钙溶液中，静置8－20个小时，得到复合水凝胶；D：将步骤C得到的复合水凝胶用水洗涤后，冷冻干燥。本发明提供的制取方法简便、成本低，其制备出的成品具有对铀吸附效率高、对铀选择吸附性强，制取简便、成本低，易于固液分离，循环利用效率高，降解后对水体无二次污染。

技术领域

本发明涉及吸附材料技术领域，更具体地说，特别涉及一种复合水凝胶的制备方法、复合水凝胶及其应用。

背景技术

铀是一种放射性核素，被广泛应用于核电、国防等领域。铀对人体有化学和辐射毒性，可以损害人体肾脏，免疫系统，神经系统，生育能力甚至可能导致基因突变和癌症。核工业的开发过程中会产生大量的含铀废水，近年来，随着核工业的快速发展，铀引起的水污染问题越来越严重。因此，有效去除废水中的铀具有重要意义。

使用吸附剂进行海水提铀时，首先将吸附剂放置到合适的海域进行长时间吸附，然后将吸附剂从海水中收集并进行一系列化学脱附程序，以获得富含铀的浓缩液并还原吸附剂。理想的吸附剂不仅具有良好吸附铀的吸附量和选择性，还应该具有较好的机械强度，能够经受吸附、脱附处理过程，并能重复使用多次。常用的高分子螯合吸附剂往往具有较好的吸附、脱附性能，但是力学强度不够，并且不能长时间、多次反复使用。现有技术的吸附材料重复使用率低，使用几次以后就会由于材料被严重破坏而无法使用。

发明内容

本发明提供了一种复合水凝胶的制备方法，制取方法简便、成本低，其制备出的成品具有对铀吸附效率高、对铀选择吸附性强，制取简便、成本低，易于固液分离，循环利用效率高，降解后对水体无二次污染。

一种复合水凝胶的制备方法，包括以下步骤：

A：偕胺肟化聚丙烯腈的制备：将聚丙烯腈溶解于有机溶剂中进行偕胺肟改性处理，得到偕胺肟化聚丙烯腈；

B：将步骤A得到的偕胺肟化聚丙烯腈用水洗涤，干燥；

C：将海藻酸钠和步骤B制得的偕胺肟化聚丙烯腈混合，加入水，用搅拌器搅拌均匀后，滴入氯化钙溶液中，静置8－20个小时，得到复合水凝胶；

D：将步骤C得到的复合水凝胶用水洗涤后，冷冻干燥。

上述的复合水凝胶的制备方法，优选地，步骤C中，混合的所述偕胺肟化聚丙烯腈和所述海藻酸钠的质量比为1：1。

上述的复合水凝胶的制备方法，优选地，步骤C中，所述偕胺肟化聚丙烯腈和所述海藻酸钠均为800mg，加入的水为30mL，所述搅拌器为磁力搅拌器，搅拌时间为30分钟。

上述的复合水凝胶的制备方法，优选地，步骤A制备偕胺肟化聚丙烯腈的操作具体为，将4－6重量份的聚丙烯腈、11－13重量份的盐酸羟胺、45－55重量份的水和35－45重量份的甲醇混合，搅拌均匀后，再加入碱性溶液调节PH值至中性，然后在60～80℃下反应1.5－3小时后，冷却后离心，收集上清液中的偕胺肟化聚丙烯腈。

上述的复合水凝胶的制备方法，优选地，步骤A制备偕胺肟化聚丙烯腈的操作具体为：将5.0g聚丙烯腈、12g盐酸羟胺、50mL去离子水和50mL甲醇混合，搅拌均匀后，再加入1.0mol/L的Na2CO3调节PH值至中性，然后在70℃下反应2小时后，冷却后离心，收集上清液中的偕胺肟化聚丙烯腈。

一种复合水凝胶，根据上述的复合水凝胶的制备方法制备而成。

一种上述的复合水凝胶的应用，包括以下步骤：向含铀废水中投加所述复合水凝胶，在25－35℃温度下震荡吸附0－35h。