[发明专利]一种黑滑石-聚乙烯醇缩甲醛凝胶复合吸附材料

说明书

本发明公开了一种黑滑石‑聚乙烯醇缩甲醛凝胶复合吸附材料及其制备方法，属于染料吸附制备技术领域。具体为：将聚乙烯醇溶解，随后加入己烷/碳酸氢钠混合液通过搅拌发泡，再加入粒径300nm左右的黑滑石粉末，充分搅拌混合均匀，然后加入甲醛反应交联，制备出水凝胶复合材料，最后在烘箱中固化成型，得到黑滑石‑聚乙烯醇缩甲醛凝胶复合吸附材料。本发明的黑滑石‑聚乙烯醇缩甲醛复合凝胶，不仅能将染料固定/吸附，且具有优异的吸水、溶胀、压缩性能，克服了现有技术中吸附剂难以回收的技术问题；方法简单，易操作，具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明属于染料废水治理领域，具体涉及一种黑滑石-聚乙烯醇缩甲醛凝胶复合吸附材料及其制备方法与应用。

背景技术

水污染是一个全球关注的重要环境问题。水污染尤其是染料废水的研究引起了广泛的关注因为它会影响水生生物和人类。由于染料有毒，不可生物降解甚至有致癌作用，一旦它们被排放到水中，会对生态环境的平衡造成严重威胁。因此，去除染料废水对防止环境污染至关重要。

黑滑石作为滑石的一种，同样具有滑石的2：1型(T-O-T型)层状结构，两个硅氧四面体片(T)和一个镁氧八面体(O)构成，滑石单层T-O-T层为9.4A，层间厚度约为0.1A，也叫T-O-T型粘土矿物。滑石作为一种不带层电荷的层状硅酸盐矿物，具有优良的化学稳定性，同时滑石表面含有活性官能团，如Mg-O、Si-O、OH、Si-OH等，滑石矿经过破碎后，表面官能团裸露，矿物表面成分和结构失衡，出现粒子缺陷位和表面电荷失衡集中位，即表面活性位点，从而黑滑石粉末具有一定的吸附性。但是，采用这种粉末状吸附剂进行污水处理，固液难分离，而且常常造成流失，回收再利用无法达到理想效果，故近年来将粉体材料成型处理，成为废水处理主要研究方向。

凝胶是一类具有物理或化学交联结构、可吸收自身质量几百或几千倍的水分，但又不溶于水的高分子或聚合物，在水中可保持一定形状和三维空间网络结构并迅速溶胀，也被称为“水材料”。其交联结构含有丰富的功能性基团，通过氢键、静电吸引力、范德华力，离子交换和疏水作用与有机物及金属结合从而减少污染物的浓度。然而，聚乙烯醇缩醛凝胶成型过程中交联度过大导致粘度急剧增加，且化学和机械性能较差，易碎，循环使用效果差。

发明内容

为了克服现有的聚乙烯醇缩醛凝胶化学和机械性能较差、易碎、循环使用效果差的缺陷，本发明提供一种新型黑滑石-聚乙烯醇缩甲醛凝胶复合吸附材料及其制备方法与在染料吸附中的应用，本发明方法的目的在于提供一种具有天然矿物材料吸附剂，具有较高的吸附性、易回收、高稳定性的干凝胶吸附剂。

为了解决上述问题，本发明采用以下技术方案：

一种黑滑石-聚乙烯醇缩甲醛凝胶复合吸附材料，所述黑滑石-聚乙烯醇缩甲醛凝胶复合吸附材料按如下方法制备：

(1)黑滑石-聚乙烯醇反应液的制备：向聚乙烯醇(PVA)加入去离子水，95℃搅拌溶解完全，得8～20wt％(优选10wt％)的聚乙烯醇水溶液；加入粒径为300～400nm的黑滑石粉末，搅拌1h，得黑滑石-聚乙烯醇均相乳液；所述的黑滑石粉末与聚乙烯醇的质量比为1-3:4；

(2)己烷/碳酸氢钠混合泡沫的制备：将己烷与碳酸氢钠混合，加入水A，摇晃均匀起泡，得己烷/碳酸氢钠混合泡沫；所述己烷与碳酸氢钠的质量比为1:10；所述水A与碳酸氢钠的质量比为1～3：1(优选2～3：1)；水A就是水，这里用水A来表示只是方便描述，无特殊含义。