[发明专利]一种聚甲基丙烯酰腙改性瓜尔胶吸附材料的制备方法

说明书

本发明属于天然高分子改性领域，涉及一种聚甲基丙烯酰腙改性瓜尔胶吸附材料的制备方法，主要涉及聚丙烯酰腙改性糖类化合物的制备方法。包括：按固含量10％～30％，称取质量比为1：1的丙烯酸和甲基丙烯酸甲酯于去离子水中，调节pH后，加入过硫酸钾作为引发剂和N’N‑亚甲基双丙烯酰胺作为交联剂，70℃下反应6h，得到产物A；按摩尔比1：1～1：3，称取相应质量的A和水合联氨于去离子水中，60～80℃下反应3h，得到产物B；按照摩尔比为1：1～1：3，称取相应质量的B于乙醇中，加入相应质量双醛瓜尔胶和冰醋酸，85℃下反应3h，得到产物C。本发明所述方法操作方便、原料易得、成本低廉。所制备的材料性能更加优越，适合工业化生产。

技术领域

本发明属于天然高分子改性领域，涉及高性能吸附材料的制备，具体涉及一种聚甲基丙烯酰腙改性瓜尔胶吸附材料的制备方法。

背景技术

工业生产中常常涉及到各种环境污染问题，水污染是最为棘手的问题之一。水体污染物种类繁多，常见的是重金属离子和染料废水污染。现阶段研究的水处理剂仍然具有一定的局限性，如处理效率低，循环利用性差，易二次污染等。因此，针对目前暴露出的问题，研究开发出具有高效、节能的新型水体污染物处理材料具有重要意义。

作为一种来源广泛、价格低廉的天然高分子多糖，瓜尔胶因其独特的半乳-甘露糖直链结构以及优良的增黏性、水溶性、分子链上只有醇羟基这一种基团及大部分伯羟基和仲羟基都处在外侧，具有最大的氢键结合面积等优点备受研究者的青睐，经常被应用于工业生产中。但是原瓜尔胶往往具有下述缺点：不能快速溶胀和水合，溶解速度慢；水不溶物含量高；黏度不易控制；易被微生物分解而不能长期保存。这些缺点使瓜尔胶的应用受到很大限制，因此就需要对瓜尔胶进行改性、改变其理化特性，尤其是针对暴露出的缺陷进行优化，进而赋予其更多的优良性能，以期获得更广泛的应用。目前常见的改性方法有以下几种：物理改性，化学改性和生物改性等。

酰腙化合物因其独特的化学结构，被广泛应用于分析、催化、缓释、医学及生物领域，一直是研究者的研究热点。到目前为止，被研究的酰腙化合物往往是小分子类化合物或小分子与糖类结合的化合物，且制备的这些含有酰腙结构的材料只能对重金属离子吸附或去除，并不能吸附或去除染料废水，使其应用受到了很大限制。而聚丙烯酸类或聚丙烯酰胺类化合物因其具有较好的空间网络结构及较大的比表面积，被广泛应用于去除离子或染料废水材料的研制，但聚丙烯酸类或聚丙烯酰胺类化合物具有很强的盐敏感性，对离子的吸附效果较差。基于现有吸附材料性能上的不足，本发明采用聚丙烯酸酯化合物对糖类化合物进行改性，制备出聚丙烯酸酰腙改性的瓜尔胶化合物。

综上所述，本发明首先以丙烯酸和甲基丙烯酸甲酯为原料通过水溶液自由基聚合得到产物A，对A进行化学改性肼解，得到肼解产物B。最后以B和双醛瓜尔胶为原料通过简单的醛胺缩合反应，制备出聚丙烯酰腙改性的瓜尔胶化合物。本发明制备的高分子材料含有多种官能团，既具备了天然瓜尔胶多羟基的优点，又具备了聚丙烯酸多羧基及较大比表面积的优点，更重要的是具备了酰腙化合物耐盐性好的优点，使其在重金属离子废水和染料废水处理方面应用的性能更加优越。

发明内容

技术说明：针对现有的重金属离子废水、染料废水处理材料上的不足及水处理材料的创新，本发明的目的是以丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、水合联氨、双醛瓜尔胶为原料，先后通过水溶液自由基聚合和醛胺缩合反应，制备出新型聚甲基丙烯酰腙改性瓜尔胶吸附材料，使其在重金属离子废水和染料废水处理方面应用的性能更加优越。

技术方案：根据本发明，一种新型聚甲基丙烯酰腙改性瓜尔胶吸附材料的制备及应用包括以下步骤：

A、按照固含量为10％～30％，称取质量比为1：1的丙烯酸和甲基丙烯酸甲酯溶解于一定体积的去离子水中，加入适量氢氧化钠溶液，搅拌10min；加入过硫酸钾作为引发剂，搅拌使其溶解后，然后加入N’N-亚甲基双丙烯酰胺作为交联剂，搅拌使其溶解，在60～80℃下反应5～6h，得到水凝胶粗品，用无水乙醇浸泡水凝胶粗品24h,在真空干燥箱40℃下干燥24h，研磨成粉，得到产物A；