[发明专利]一种双交联凝胶球吸附材料的制备方法及应用

说明书

本发明公开一种双交联凝胶球吸附材料及其制备方法及应用，以聚乙烯醇(PVA)、海藻酸盐、腐植酸盐和蒙脱土(MMT)为原料，硼酸(H₃BO₃)和可溶性钙盐为交联剂，利用聚乙烯醇(PVA)和硼酸(H₃BO₃)交联，及海藻酸盐与可溶性钙盐交联，形成双交联网络结构，并且腐植酸盐具有的多活性基团有利于提高后续应用的吸附性能，层状结构蒙脱土(MMT)的掺入既增加了凝胶球吸附材料的表面积有利于后续对污染物处理的吸附性能，又提高了吸附材料的力学性能更便于在多种条件下的使用，本发明的双交联凝胶球吸附材料的去除率高，易于分离，稳定性好，可满足实际生产的需求，可减轻水体污染，为水污染问题的解决提供了新途径，是一种具有实际应用前景的污染物处理材料。

技术领域

本发明属于材料研发与制备技术领域，具体涉及一种双交联凝胶球吸附材料的制备方法及应用。

背景技术

传统吸附材料包括活性炭，粘土，沸石和生物质材料等常规的吸附材料，其常以粉末的形态被在使用，这就使得最终的吸附材料的分离困难。传统吸附材料往往存在吸附效率低，稳定性差，分离困难等缺点。

水凝胶是一种吸水溶胀但不溶解的三维聚合物材料，可以作为吸附材料使用。但是，传统水凝胶材料同样存在制备材料有毒性，吸附效率低，稳定性差，分离困难等问题。为解决实际污染问题，本发明提供了一种可行的技术方案。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种双交联凝胶球吸附材料的制备方法及应用，该凝胶球吸附材料采用绿色环保的原料，采用物理双交联的方式制备吸附材料，制备工艺简单，易于操作实施，具有实际应用的潜力。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种双交联凝胶球吸附材料，由聚乙烯醇溶液、海藻酸盐溶液、腐植酸盐溶液、蒙脱土水分散液、硼酸溶液、可溶性钙盐溶液通过物理双交联法制备得到，其中聚乙烯醇、海藻酸盐、腐植酸盐、蒙脱土、硼酸、可溶性钙盐的质量比为(0.8-1.6)：(0.3-0.6)：(0.1-0.5)：(0.2-0.6)：(5-8)：(4-6)。

进一步的，所述海藻酸盐为海藻酸钠或海藻酸铵，所述腐植酸盐为腐植酸钠或腐植酸钾，所述蒙脱土为钠基蒙脱土或钙基蒙脱土，可溶性钙盐为氯化钙或碳酸氢钙或磷酸二氢钙。

本发明还提供一种双交联凝胶球吸附材料的制备方法，具体步骤如下：

S1将聚乙烯醇溶液、海藻酸盐溶液和腐植酸盐溶液混合均匀后，得到第一前驱体；

S2将蒙脱土水分散液加入第一前驱体中搅拌均匀，得到第二前驱体；

S3将第二前驱体滴加到硼酸可溶性钙盐溶液中，滴加完成后搅拌均匀进行固化交联，过滤得到第四前驱体；

S4将第四前驱体冲洗至洗液pH为中性，相同条件下反复进行冷冻、解冻操作后，冻干得到双交联凝胶球吸附材料。

进一步的，步骤S1，所述混合采用机械搅拌，搅拌温度为40℃-60℃，搅拌转速为130r/min-150r/min。

进一步的，步骤S2，所述搅拌为机械搅拌，搅拌时间为2h-4h。

进一步的，步骤S3中，所述硼酸可溶性钙盐溶液由硼酸溶液和可溶性钙盐溶液按照质量比1:1混合配置。

7.根据权利要求3所述的一种双交联凝胶球吸附材料的制备方法，步骤S3中，所述搅拌为磁力搅拌，所述固化交联时间为4h-8h。

进一步的，所述冲洗为采用水、乙醇各冲洗3-5次；所述冷冻温度为-4℃--10℃，冷冻时间为6h-12h；所述解冻温度为室温，解冻时间为6h-12h；冷冻解冻次数为2-4次。

进一步的，步骤S4中，所述冻干采用冷冻干燥机。