[发明专利]海藻酸钠-聚丙烯酸钠/海泡石水凝胶的制备方法及应用

说明书

本发明属于复合材料领域，涉及一种海藻酸钠‑聚丙烯酸钠/海泡石水凝胶的制备方法和应用，所述水凝胶吸附剂以天然海泡石为载体，负载海藻酸钠‑聚丙烯酸钠水凝胶，为三维立体网状结构。包括如下步骤：1）将海藻酸钠加入去离子水的中，并通入氮气在搅拌；2）在上述溶液中加入引发剂，并和海泡石继续搅拌；3）将丙烯酸及N,N‑亚甲基双丙烯酰胺的混合溶液逐滴加入上述体系中，停止搅拌并维持温度继续反应；4）将产物在水中浸洗后冷冻干燥，研磨过筛既得NaAlg‑PAA/SP凝胶。本发明将海泡石引入水凝胶的海藻酸钠聚丙烯酸半互穿聚合物网络中，克服了传统水凝胶去除水中重金属离子时机械性能差的缺点；且吸附效率高，在工业废水处理领域中有很好的应用前景。

技术领域

本发明属于复合材料领域，具体涉及一种海藻酸钠-聚丙烯酸钠/海泡石水凝胶的制备方法和应用。

背景技术

近年来，重金属引起的水污染对我们的生态系统产生了巨大的影响。例如，由于过度开采，中国45.4%的湖泊属于中度到高风险的有毒金属污染。当重金属浓度超过一定限度时，对人体健康是极具危害的，例如，铜含量过高会导致肝硬化和溶血等多种疾病。因此，急需要一项有效的金属净化技术。在诸多处理技术中,吸附法由于其操作简单、成本低廉、反应速度快等特点被广泛使用。但是,高效、易回收的吸附材料开发依然受到关注。

海泡石由于其疏松多孔的结构，常被作为吸附剂，具有二次污染小，价格低廉，可重复使用等优点，但在处理重金属废水时，常常会堵塞孔道，导致吸附效果不是很乐观，且热稳定性较差，所以限制了其应用。而水凝胶作为重金属吸附剂因其良好的吸附性能且易于分离而受到人们的关注，但由于其机械性能较差，水凝胶的应用受到限制。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术存在的缺陷，提供一种吸附效率高、机械性能好、制备方法简单的海藻酸钠-聚丙烯酸钠/海泡石水凝胶制备方法。

实现本发明目的的技术方案是： 一种海藻酸钠-聚丙烯酸钠/海泡石水凝胶；所述水凝胶吸附剂以天然海泡石为载体，负载海藻酸钠-聚丙烯酸钠水凝胶，为三维立体网状结构。

本发明海藻酸钠-聚丙烯酸钠/海泡石水凝胶制备方法包括如下步骤：

（1）将海藻酸钠加入去离子水的中，并通入氮气在50~70℃下搅拌20~60min；

（2）在上述溶液中加入引发剂，产生自由基，并和海泡石继续搅拌0.5~2h；

（3）将丙烯酸及N,N-亚甲基双丙烯酰胺的混合溶液逐滴加入上述步骤（2）体系中，停止搅拌并维持温度继续反应1~2h；

（4）将产物在水中浸洗后冷冻干燥，研磨过筛既得NaAlg-PAA/SP凝胶。

上述技术方案， 所述海藻酸钠、去离子水与引发剂及海泡石的质量比为5：300：1：（0.8~4）。

上述技术方案，所述海泡石与丙烯酸及N,N-亚甲基双丙烯酰胺的溶液的质量比为：（0.9~2.5）: 24: 1。

上述技术方案，所述步骤（2）中引发剂为过硫酸铵。

上述技术方案，所述步骤（4）中在水中浸洗时间为20~30min，干燥方法是将样品切碎后在冷冻干燥箱内干燥48h，干燥温度为-50℃。

上述技术方案，所述步骤（4）中冷冻干燥研磨后需过80目筛。

本发明还包括一种海藻酸钠-聚丙烯酸钠/海泡石水凝胶的应用，所述水凝胶吸附剂可用于吸附铜离子、铅离子、铬离子、锰离子、锌离子、镍离子、钡离子、钨离子。