[发明专利]纳米水合氧化金属复合水凝胶及污水处理的应用

权利要求书

1.一种凝胶因子，其特征在于具有式I和/或式II的结构：

所述具式I或式II所述的凝胶因子自身最小成胶浓度可达15mmol/L；

所述具式I或式II所述的凝胶因子与Al³⁺形成铝金属水凝胶的最小成胶浓度是10mmol/L。

2.根据权利要求1所述的凝胶因子，其特征在于制备所述凝胶因子的方法包括以下步骤：

a)系酪丝亮肽或酪丝缬肽与咪唑甲醛反应得到反应产物；

b)反应产物与硼氢化钠反应得到反应溶液；

c)系将所述反应溶液调节pH值，搅拌条件下反应，洗涤、重结晶、干燥后得到凝胶因子。

3.根据权利要求2所述的凝胶因子，其特征在于：所述a)步骤中的

酪丝亮肽为由L-酪氨酰-L-丝氨酰-L-亮氨酸组成的小分子多肽；

酪丝缬肽为由由L-酪氨酰-L-丝氨酰-L-缬氨酸组成的小分子多肽。

4.根据权利要求2所述的凝胶因子，其特征在于：a)步骤反应是在醇溶剂和碳酸盐的存在条件下；

所述醇类溶剂选自甲醇、乙醇或丙醇；

所述碳酸盐选自碳酸钠碳酸锂或碳酸钾。

5.一种水凝胶，其特征在于所述水凝胶是将权利要求1～4任一项所述具有式I和/或式II的结构的凝胶因子或者依据权利要求2～3任一项所述制备方法获得的凝胶因子配制成10mmol/L～0.15mol/L的水溶液，并调节pH为5.8～7.5即得。

6.一种铝金属水凝胶，其特征在于由以下方法制备：将Al³⁺水溶液和含有5mmol/L～0.5mol/L权利要求1～4任一项所述凝胶因子的水溶液混合，调节pH为5.5～7.0，搅拌至少12h或超声至少30min，即得。

7.根据权利要求6所述的铝金属水凝胶，其特征在于：所述Al³⁺水溶液选自Al(NO₃)₃水溶液或AlCl₃水溶液。

8.一种纳米水合氧化金属复合水凝胶，其特征在于制备方法如下：

1)将硝酸铈铵溶解在0.05mol/L硝酸溶液中，加入乙烯基修饰二氧化硅和纳米纤维素，得到反应液A；

2)将权利要求1～4任一项所述具有式I和/或式II的结构的凝胶因子或者依据权利要求2～4任一项所述制备方法获得的凝胶因子配制成5mmol/L～0.15mol/L的水溶液，得到反应液B；

3)通过恒压滴液漏斗将反应液B逐滴加入反应液A中，在25～40℃下反应2～8h，依次进行蒸馏水洗涤、索氏提取、抽滤，得到纳米纤维素水凝胶；

4)所述纳米纤维素水凝胶浸泡在含有氯化亚铁和氯化铁的溶液中，加入氨水，反应5～12h即得。

9.根据权利要求8所述的纳米水合氧化金属复合水凝胶，其特征在于：所述4)步骤的含有氯化亚铁和氯化铁的溶液中，氯化亚铁和氯化铁的摩尔比为1:2。

10.权利要求8或9所述纳米水合氧化金属复合水凝胶在污水处理中的应用，其特征在于所述应用包括但不限于：

1)吸附污水中重金属镉离子的用途；和/或

2)吸附污水中重金属铜离子的用途；和/或

3)吸附污水中重金属铬离子的用途；和/或

4)吸附污水中甲基橙的用途；和/或

5)吸附污水中亚甲蓝的用途。