[发明专利]一种重金属离子吸附和检测型复合水凝胶纤维及其制备方法

摘要

本发明公开了一种重金属离子吸附和检测型复合水凝胶纤维的制备方法，属于高分子材料领域。本发明产品其特征在于既可以有效地对水中的重金属离子进行定性检测，又可吸附水中的重金属离子。本发明产品对废水中低浓度镍、铬、铅、汞等重金属离子的吸附去除率均达到90％以上。本发明产品制备不需要特殊设备、工业化实施容易，产品成本不高。本发明所述复合凝胶纤维产品应用方便，可集束使用，也可编织成织物或组装成分离组件。本发明产品吸附重金属离子后，可通过清洗液清洗高效回收吸附的重金属离子，可一次性洗脱掉95％以上所吸附的重金属离子，纤维可以重复使用。

主权项

1.一种重金属离子吸附和检测型复合水凝胶纤维的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)海藻酸钙/凹凸棒土复合凝胶的制备：将一定量海藻酸钠溶解于100g去离子水中，配成浓度为1％～5％的海藻酸钠溶液；向海藻酸钠溶液中加入海藻酸钠含量10％～50％的凹凸棒土，搅拌使得凹凸棒土在溶液中充分分散，得到纺丝液；将纺丝液倒入湿法纺丝机料釜内，密封纺丝机料釜，加热纺丝机料釜，使纺丝料液温度在25℃～50℃，静置12小时，然后抽真空脱泡处理20～60分钟；纺丝料液脱泡处理完毕后，打开料釜出口开关，向釜内通入氮气加压，打开计量泵开关，调整转速8～20转/分钟，开始纺丝；纺出的丝快速注入浓度为1％～5％的CaCl2溶液中，交联凝固10h～15h成型，得到纤维状海藻酸钙/凹凸棒土水凝胶；产物用蒸馏水不断洗涤，以除去产物表面的Ca2+；洗涤所得水凝胶产物后进行冷冻干燥，备用；(2)3‑缩水甘油基氧基丙基三甲氧基硅烷KH560改性碳点的制备：称取一定质量的碳量子点固体，将其溶解于去离子水中，配成溶液浓度为1～5mg/mL的碳量子点溶液；添加一定量的3‑缩水甘油基氧基丙基三甲氧基硅烷KH560于碳量子点水溶液中，3‑缩水甘油基氧基丙基三甲氧基硅烷KH560的添加量为碳量子点溶液体积的5％～20％；20℃～50℃下均匀搅拌15～30h，得到碳量子点‑3‑缩水甘油基氧基丙基三甲氧基硅烷KH560溶液；(3)海藻酸钙/凹凸棒土/碳量子点复合凝胶制备：称取10mg步骤(1)中所制备海藻酸钙/凹凸棒土纤维状凝胶，按海藻酸钙/凹凸棒土复合凝胶1％～5％的质量比计算称取一定体积的步骤(2)所制备的碳量子点‑3‑缩水甘油基氧基丙基三甲氧基硅烷KH560溶液，将纤维状凝胶浸入碳量子点‑3‑缩水甘油基氧基丙基三甲氧基硅烷KH560溶液中，20℃～40℃摇床中避光震荡6h～24h，所得产物蒸馏水洗三次后冷冻干燥，即得所述一种重金属离子吸附和检测型海藻酸钙/凹凸棒土/碳量子点复合水凝胶纤维。