[发明专利]一种高分子吸附材料及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种高分子吸附材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)将Fe₃O₄纳米颗粒分散到水中，加入乙醇、氨水和硅酸乙酯，制备得到Fe₃O₄@SiO₂磁性纳米粒子；

(2)以Fe₃O₄@SiO₂磁性纳米粒子、丙烯酸、丙烯酰胺和对苯乙烯磺酸钠或者Fe₃O₄@SiO₂磁性纳米粒子、丙烯酸、丙烯酰胺和苯乙烯为原料，并加入分散剂和制孔剂，制备磁性复合水凝胶P(AA/AM/SSS)/Fe₃O₄@SiO₂或P(AA/AM/S)/Fe₃O₄@SiO₂；

(3)将步骤(3)得到到磁性复合水凝胶改性，将其羟基变为硫醇基，得到所述高分子吸附材料。

2.根据权利要求1所述的高分子吸附材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中，以聚乙烯醇为分散剂，将丙烯酸加入氢氧化钠水溶液中和，再加入丙烯酰胺和对苯乙烯磺酸钠或丙烯酰胺和苯乙烯，同时加入Fe₃O₄@SiO₂纳米粒子，然后加入过硫酸钾作为引发剂，N,N’-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂，同时加入十六烷作为制孔剂，搅拌，制得磁性复合水凝胶。

3.根据权利要求2所述的高分子吸附材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中，各原料混合后，升温至50℃-80℃，然后搅拌至黏稠，放入烘箱干燥，得到磁性复合水凝胶。

4.根据权利要求1或2所述的高分子吸附材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中，AA/AM/SSS与Fe₃O₄@SiO₂磁性纳米粒子的质量比为(5～10)：1，AA/AM/S与Fe₃O₄@SiO₂磁性纳米粒子的质量比(10～5):1，分散剂的用量占原料总质量的5-20％，制孔剂的用量占原料总质量的1-10％。

5.根据权利要求1所述的高分子吸附材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中，将磁性复合水凝胶放在质量浓度为14％的氢氧化钠溶液中，加入二硫化碳，搅拌处理24h，然后用去离子水将改性后的产物冲洗至中性，在70℃下干燥12h，得到硫醇基改性磁性复合水凝胶。

6.一种用于实现权利要求1所述的高分子吸附材料的制备方法的装置，其特征在于：包括依次连接的反应釜、双钢带冷却结片机、破碎机，所述双钢带冷却结片机的前半部分设置有一个保温室，保温室下方通入导热油，双钢带冷却结片机的后半部分下方通入冷凝水。

7.一种由权利要求1所述的方法制备得到的复合高分子吸附材料。

8.权利要求7所述的高分子吸附材料作为吸附剂在吸附工业废水中的重金属离子或化工染料中的应用。

9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于：所述重金属离子为Pb²⁺、Cu²⁺、Co²⁺、Cd²⁺和Ni²⁺的一种或多种；所述化工染料为亚甲基蓝、甲基橙、孔雀绿和碱性藏花红的一种或多种。

10.根据权利要求8所述的应用，其特征在于：吸附重金属离子的条件是：温度20～45℃，pH值为3～6；吸附化工染料的条件是：温度20～45℃，pH值为1～8。