[发明专利]一种用于膜污染清洗的磁性高强度高韧性水凝胶和使用方法

摘要

一种膜污染清洗磁性复合水凝胶微球的制备和使用方法，是以海藻酸钠为骨架，以丙烯酰胺及其衍生物为聚合单体，将硅酸钠与聚合单体和海藻酸钠一起溶解于水中，紫外引发丙烯酰胺聚合，经钙离子交联在水凝胶中原位生成硅酸钙纳米粒子，经过葡萄糖酸‑δ‑内酯水溶液浸泡，生成表面含介孔硅胶的硅酸钙，从而提高了水凝胶的强度和稳定性。原位矿化生成均匀分散的纳米硅酸钙提高了水凝胶的强度。本发明以微纳米磁性粒子为增强剂，利用注射器制备微球，利用其密度和水非常接近，本身具有高强度高韧性且具有较好稳定性的优点，在水流或鼓气冲洗过程中提高清洗效果。加入硅酸盐的复合水凝胶在水中稳定性显著提高，在膜污染清洗领域有良好的应用前景。

主权项

1.一种用于膜污染清洗的磁性高强度高韧性水凝胶的制备方法，其特征是步骤如下：/na)称取5-15g聚合单体，0.5-2g海藻酸钠，海藻酸钠质量百分比1％-60％的硅酸钠，聚合单体质量百分比0.03％-0.15％的化学交联剂，一起溶于50-100mL去离子水中，搅拌溶解均匀，然后加入聚合单体质量百分比1-100％的微纳米磁性粒子，超声分散后得到预聚物溶液；/nb)配制金属离子质量百分比为0.01％-10％的金属盐水溶液，作为离子交联剂；/nc)配置质量百分比为0.1％-6％葡萄糖酸-δ-内酯溶液，作为酸处理溶液；/nd)向步骤a)得到的预聚物溶液中加入聚合单体质量百分比0.1％-5％的过硫酸铵，聚合单体质量百分比0.1％-5％的亚硫酸氢钠，聚合单体质量百分比0.1％-5％的四甲基乙二胺，搅拌分散均匀后，用注射器抽取上述混合溶液，在N2保护下注入步骤b)得到的离子交联剂中，紫外辐照聚合1-60min，得到一种化学和物理交联的水凝胶微球；/ne)将步骤d)得到的化学和物理交联的水凝胶微球用步骤c)得到的酸处理溶液浸泡0.2-10h，再用步骤b)得到的离子交联剂浸泡0.2-24h，得到进一步交联的水凝胶微球，将该水凝胶微球冷冻干燥后，得到干态保存的微球；/nf)使用前将步骤e)得到的干态保存的微球加水溶胀，得到一种膜污染清洗磁性复合水凝胶微球，将溶胀后的膜污染清洗磁性复合水凝胶微球投入过滤液中，在水流或鼓气冲洗过程中利用水凝胶微球与水非常接近且有弹性的优点清洗过滤液中的污染物；/ng)使用45-90天后的磁性高强度高韧性水凝胶微球因为离子交联剂的流失造成机械性能下降，重新用步骤b)得到的金属盐水溶液交联，然后重复使用。/n