[发明专利]一种能够高效去除水体中重金属离子和有机染料的NCC/PVA/PVP共混碳海绵的制备方法

权利要求书

1.一种去除水体中重金属离子和有机染料的纳米纤维素/聚乙烯醇/聚乙烯吡咯烷酮共混碳海绵的制备方法，包括如下步骤：

1）将微晶纤维素用质量百分比浓度为40-70%的硫酸在35-80℃的反应温度下处理10-80min，以制备纳米纤维素，其中所述微晶纤维素与所述硫酸的质量百分比1 : 5-20，然后将制得的纳米纤维素分散在水中，在超声波条件下配制成均匀悬浊液，所得悬浊液先经机械搅拌1-3小时，然后再在超声细胞粉碎机中进一步分散30分钟，超声波的强度为500-1200W，其中相对于1重量份的制得的纳米纤维素，用100-500重量份的去离子水分散，从而制成纳米纤维素质量百分比为0.2-1%的悬浊液；

2）将聚乙烯醇颗粒加入步骤1）所得到的均匀悬浊液，使悬浊液中聚乙烯醇的质量百分比浓度为5-20%，然后在超声波细胞粉碎机下继续分散2小时，配制成悬浊液A；

3）将聚乙烯吡咯烷酮粉末加入步骤1）所得到的均匀悬浊液，使悬浊液中聚乙烯吡咯烷酮的质量百分比浓度为5-40%，在磁力搅拌器下或超声细胞粉碎机下继续分散2小时，配制成悬浊液B；

4）将步骤2）、3）中得到的悬浊液A和B按照体积比为5:1至1:1的比例混合得到前驱体溶液，加入占前驱体溶液体积为1%的质量浓度为10%的硫酸在微波下退火处理即可得到具有纳米纤维素/聚乙烯醇/聚乙烯吡咯烷酮共混碳海绵，其中所述微波退火处理是在600W微波下反应5min，然后再将微波调至900W 继续反应10min。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1）中所述硫酸的质量百分比浓度为50-60%；反应温度为40-60℃；反应时间为30-50min；微晶纤维素与硫酸的质量百分比为1 : 8-15。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤1）中所述硫酸的质量百分比浓度为58-60%；反应温度为50-60℃；反应时间为35-40min；微晶纤维素与硫酸的质量百分比为1 : 10-15。

4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤1）中所述硫酸的质量百分比浓度为58%；反应温度为50℃；反应时间为35min；微晶纤维素与硫酸的质量百分比为1 : 10。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1）中相对于1重量份的制得的纳米纤维素，用150-300重量份的去离子水分散，从而制成质量百分比为0.33-0.66%的悬浊液。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤1）中相对于1重量份的制得的纳米纤维素，用200-250重量份的去离子水分散，从而制成质量百分比为0.4-0.5%的悬浊液。

7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤1）中相对于1重量份的制得的纳米纤维素，用200重量份的去离子水分散，从而制成质量百分比为0.5%的悬浊液。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1）中所述超声波分散中的超声波的强度为700-1000W。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，步骤1）中所述超声波分散中的超声波的强度为800-1000W。

10.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，步骤1）中所述超声波分散中的超声波的强度为800W。

11.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤2）中所述聚乙烯颗粒为重均分子量为17-22万且醇解度为88%的聚乙烯颗粒；所述聚乙烯颗粒加入1）所得到的均匀悬浊液中，使悬浊液中聚乙烯醇的质量百分比浓度为7-15%。

12.根据权利要求11所述的制备方法，其特征在于，步骤2）中所述聚乙烯颗粒为PVA17-88；所述聚乙烯颗粒加入1）所得到的均匀悬浊液中，使悬浊液中聚乙烯醇的质量百分比浓度为8-10%。

13.根据权利要求11所述的制备方法，其特征在于，步骤2）中所述悬浊液中聚乙烯醇的质量百分比浓度为8%。

14.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤3）中所述聚乙烯吡咯烷酮粉末为重均分子量为1-7万的聚乙烯吡咯烷酮粉末，将所述聚乙烯吡咯烷酮粉末加入步骤1）所得到的均匀悬浊液中，使悬浊液中的聚乙烯吡咯烷酮的质量百分比浓度为10-25%。