[发明专利]一种多吸附且具有油水分离功能的生物可降解泡沫

说明书

本发明提供一种多吸附且具有油水分离功能的生物可降解泡沫，以铁柱撑阳离子型层状硅酸盐粘土为吸附剂，将吸附剂掺杂到添加了糖的PBAT相分离液中，得到铁柱撑阳离子型硅酸盐粘土掺杂的PBAT开孔泡沫，之后在其表面涂覆PAM/SiO₂亲水涂层，得到超亲水开孔泡沫。此泡沫材料亲水疏油、质轻，能去除水中的亚甲基蓝和铜离子等阳离子型水体污染物，此泡沫由于铁离子的存在，具备光降解反应，使得其在吸附后还能光降解，具有较好的循环吸附功能，可以反复使用，同时此泡沫可生物降解，当丧失吸附能力后易于降解，且不污染环境，具有广阔的使用价值。

技术领域

本发明属于高分子材料领域，具体涉及一种可以吸附染料、吸附重金属离子，且具有油水分离功能的生物可降解泡沫。

技术背景

工业化发展在给我们的生活带来便利的同时，也给环境带来了严重的危害，其中以水污染最为明显，而废水中的有毒有害物质又以染料，重金属离子最为常见。含染料、重金属离子和油类的水污染物由于其多数有毒、不可生物降解，肆意排放会危害动植物，还会通过生物蓄积对人体健康产生威胁。现如今，已有许多方法来去除水中的污染物。

专利CN108855233A公开了一种能光降解染料微流控制备载铜纳米二氧化钛壳聚糖复合微球的方法。CN110743514A公开一种染料吸附剂PVA/ZSM-5凝胶珠的制备方法。专利CN108905972A提供了一种重金属离子吸附剂及其制备方法和应用。将水溶性铁盐和碳材料在水中混合，得到混合溶液；在氮气保护下，将硼氢化钠水溶液滴加到上述混合溶液中进行还原反应，得到掺杂零价铁的改性碳材料；再用空气将掺杂零价铁的改性碳材料进行氧化，得到重金属离子吸附剂。专利CN109289812A公开了一种基于木质纤维的纸基吸附剂的制备方法，专利CN107570127A报道了一种石墨烯基油水分离泡沫材料及其制备方法和应用，得到的石墨烯基油水分离泡沫材料能够选择性吸附、富集水面浮油，对油品和有机污染物的回收效率高。

在这些专利中，专利CN108855233A中的非磁性粉末类吸附剂难回收，专利CN110743514A中的凝胶类吸附剂强度低、易破损，专利CN107570127A中的密胺泡沫、聚乙烯醇泡沫、聚氨酯泡沫和金属泡沫在使用后不可生物降解。因此同时具备能吸附水中的染料和重金属离子且能亲水疏油的生物可降解泡沫有很大的应用前景。

发明内容

本发明针对现有染料吸附材料不好回收，功能单一且不可生物降解的问题，提供一种多吸附且具有油水分离功能的生物可降解泡沫。

本发明以生物可降解材料PBAT为骨架材料，通过将铁柱撑阳离子型层状硅酸盐粘土掺杂到PBAT泡沫中赋予其去除废水中阳离子型污染物的能力，然后将聚丙烯酰胺(PAM)/二氧化硅溶胶(SiO₂)涂覆在铁柱撑阳离子型层状硅酸盐粘土掺杂的PBAT开孔泡沫表面来提高泡沫的亲水性，使得最终的改性泡沫可以亲水疏油，用于油水分离，可以去除水中的亚甲基蓝(MB)和铜离子(Cu²⁺)，此泡沫由于有铁离子的掺杂，有光降解反应的存在，具有较好的循环吸附功能。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种多吸附且具有油水分离功能的生物可降解泡沫，其特征在于，此生物可降解泡沫是表面改性的铁柱撑阳离子型层状硅酸盐粘土掺杂的PBAT开孔泡沫，超亲水且疏油，能吸附水中亚甲基蓝染料和铜离子等阳离子型水体污染物，使用后通过光降解反应进行循环吸附；其制备过程如下：

(1)铁柱撑阳离子型层状硅酸盐粘土的制备：首先，将九水合硝酸铁和碳酸钠分别在室温下溶于去离子水中，然后，缓慢地将碳酸钠溶液滴加到硝酸铁溶液中，搅拌2～4h后在室温下静置24-72h后得铁柱撑液；然后，取阳离子型层状硅酸盐粘土分散到去离子水中溶胀12h，在80℃水浴搅拌下，将铁柱撑液缓慢倒入阳离子型层状硅酸盐粘土的分散液中持续搅拌12～24小时，之后通过离心、洗涤、干燥、研磨，过筛，得到需要的铁柱撑阳离子型层状硅酸盐粘土；