[发明专利]乙二胺接枝氧化石墨烯改性聚氨酯载体的制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种乙二胺接枝氧化石墨烯改性聚氨酯载体的制备方法和应用。该方法包括：向乙二胺水溶液加入紫外辐射后的聚氨酯载体，进行加热反应，并对反应后的产物依次用去离子水洗涤、干燥，得到接枝乙二胺的聚氨酯载体；将接枝乙二胺的聚氨酯载体置于氧化石墨烯分散液中，进行加热反应，得到乙二胺接枝氧化石墨烯改性聚氨酯载体。本发明提供的制备方法，经过乙二胺修饰还原的氧化石墨烯具有较大比表面积及多孔结构，可减缓微生物在附着生长过程中所存在的细胞被流体剪切力的损伤，缩短细胞在载体表面的贴附和铺展过程，易于生物膜快速形成；并且，该制备方法具有工艺简单、性能稳定、改性载体挂膜时间短等特点，在污水处理领域具有很好的应用前景。

技术领域

本发明涉及污水处理领域，其主要涉及一种乙二胺接枝氧化石墨烯改性聚氨酯载体的制备方法和应用。

背景技术

生物膜法是一种广泛使用的水处理工艺，其实质是通过微生物在载体表面聚集成膜，利用微生物代谢作用对污(废)水中污染物进行吸附、转化和分解，达到净水的目的，具有高度密集水处理微生物细胞的浓度、高效保持细胞活性且重复利用的优势。其中，微生物细胞与材料的粘附是基础，而载体则是生物膜工艺的主体部分。载体表面的粗糙度、化学性质等因素不仅对生物膜的形成速度有至关重要的决定意义，而且也是影响整个处理工艺运行能耗、效率及稳定性能的关键因素。

在污水的生化处理过程中，亲水性良好的载体填料表面会与亲水性的微生物膜表面形成同源性亲和力，降低微生物附着在载体表面的难度；此外，载体表面应具备一定的粗糙度，一方面，增大的比表面积有利于载体表面附着更加丰富的微生物，另一方而，在相同曝气条件下，粗糙的载体比光滑的载体更利于微生物膜的生长发育。其中，应用较为广泛载体为聚氨酯载体，其具有比表面积大、孔隙率高等优点，但聚氨酯载体存在挂膜速度较慢、挂膜的量少等问题。

因而，本领域技术人员迫切解决的一个技术问题是：如何加快聚氨酯载体的挂膜速度和提高聚氨酯载体的挂膜量。

发明内容

为解决上述问题本发明提供一种乙二胺接枝氧化石墨烯改性聚氨酯载体的制备方法和应用，以提高聚氨酯载体的生物亲和性，从而提高挂膜速度，增加挂膜量。

本发明提供了一种乙二胺接枝氧化石墨烯改性聚氨酯载体的制备方法，所述方法包括：

步骤1，通过紫外灯对第一后处理的聚氨酯载体，进行照射，得到第一中间产物；

步骤2，向所述第一中间产物中加入乙二胺水溶液后，置于反应釜中，进行第一反应，并对反应后的第一中间产物进行清洁、干燥，得到第二中间产物；

步骤3，通过高锰酸钾和过氧化氢，对石墨粉进行氧化，得到氧化石墨烯；

步骤4，将步骤3得到的氧化石墨烯，在冰浴条件下，超声均匀分散于去离子水中，配置氧化石墨烯分散液；

步骤5，将所述第二中间产物浸入到所述石墨烯分散液中，并置于反应釜中，进行第二反应，得到乙二胺接枝氧化石墨烯改性聚氨酯载体。

可选地，在所述步骤1中，所述第一后处理包括：

将聚氨酯海绵放入超声波清洗器中震荡洗涤，再用去离子水清洗，得到洁净的聚氨酯载体；

将洁净的聚氨酯载体置于烘箱中干燥，得到洁净、干燥的聚氨酯载体；

其中，所述震荡洗涤的时间为30～40min。

可选地，在所述步骤1中，所述照射的时间为30～60min。

可选地，在所述步骤1中，通过所述照射，所述聚氨酯中的酰胺键断裂，羧酸基团形成，得到所述第一中间产物。

可选地，在所述步骤2中，所述乙二胺水溶液中乙二胺与去离子水的体积比为30％～70％。

可选地，在所述步骤2中，