[发明专利]一种水质净化吸附材料及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种水质净化吸附材料及其制备方法及其在饮用水纯化方面的应用，其中，所述水质净化吸附材料是以基体材料、N‑乙烯酰胺类单体、带有环氧的功能化合物为原料，经多步反应得到；所述制备方法包括：先将N‑乙烯酰胺类单体接枝或共聚在基体材料上，然后再进行水解得到带有胺基的基体材料，最后加入带有环氧基团的功能化合物进行反应，将其偶联在基体材料上；所述水质净化吸附材料与分离膜技术相结合，具有广谱吸附功能，能够高效去除饮用水中痕量有机、无机污染物和重金属，提高饮用水的品质和安全性，同时改善了聚丙烯膜的亲水性，提高其水透过性。

技术领域

本发明属于精细高分子产品领域，具体涉及一种广谱吸附材料、其制备方法以及其在饮用水纯化等方面的应用。

背景技术

水是人类赖以生存和发展的不可缺少的重要资源之一，但随着石油化工、冶炼、采矿、电镀等行业的迅速发展，水资源被重金属、新生微污染物污染逐渐显现，并呈现出多发态势。

重金属元素一般是指相对密度大于或等于5的金属元素，包括生理毒性显著的元素，如铅、镉、汞和类金属砷等；也包括具有一定毒性的一般重金属，如锌、钴、铜、镍、锰等(Hutton M,Symon C.Science of the total environment,1986)。这些重金属在水中很难被分解和破坏，并可通过土壤、水、空气，尤其是食物链，在动物和人体中累积和富集，导致慢性中毒，对人类的身心健康产生严重的危害(Kampalanonwat P,Supaphol P.ACSapplied materialsinterfaces,2010；Mishra P C,Patel R K.Journal of HazardousMaterials,2009)。

新生微污染物(Emerging micropollutants，EMP)是一类有机微污染物的统称，包括酚类化合物、芳酯和磷酸脂类增塑剂阻燃剂残留物、农药残留物、抗生素等医药残余物以及源于化妆品的添加剂残余物。与重金属类似，此类污染物，特别是相对比较亲水的污染物在自然环境中难以分解，可在水体中长期留存、迁移，威胁水生态安全。

尽管重金属和新生微污染物在水体中的残留量可能并不高(每升纳克至数百微克数量级)，但这些污染物可在动物和人体内富集并产生慢性毒害，对人类健康构成危害，例如提高了致癌、白血病、畸性、遗传和生殖毒性等诸多严重疾病风险(M.Shrivastava,S.Lou,A.Zelenyuk et al.P.Natl.Acad.Sci.U.S.A.2017；D.Li,Z.Zhou,D.Qing etal.Human Reproduction,2010)。食物、饮料和饮水中残留的污染物是此类化合物进入人体的主要和普遍性的途径。从水中清除重金属和新生微污染物的重要性不言而喻，

目前，从水体重清除重金属和新生污染物主要技术有吸附法、化学或光化学法、生物分解法，以及各种膜分离法(包括超滤、微滤、纳滤、渗透蒸发、反渗透、离子交换膜等)。吸附法对低含量新生微污染物和亲水性强的污染物脱除效果不理想(Kristin M.Blum,Christine Gallampois,Patrik L.Andersson et al.Journal of Hazardous Materials,2019；Siying Xie,Shanshan Wu,Sihan Bao et al.Adv.Mater.2018)。化学或光化学处理法会在水中残留化学试剂和反应生成物，而且因是基于水相化学反应，对低浓度污染物无害化转化效果欠佳。生物分解法也不太适合痕量污染物去除。经典的膜分离技术在水质净化中的使用日益普遍，其优点是设备紧凑、占地少，提升了终端用水品质，但上述经典的膜技术运行压降大、能耗高，且普遍产生污染物富集相即废水，增加额外水处理问题。