一种环保用复合水凝胶及其制备方法和应用.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111468082A(43)申请公布日2020.07.31(21)申请号202010302436.1(22)申请日2020.04.17(71)申请人李桂梅地址361005福建省厦门市思明南路422号厦门大学近海海洋环境科学研究所(72)发明人李桂梅(74)专利代理机构泰安市诚岳专利代理事务所(特殊普通合伙)37267代理人姚艳梅(51)Int.Cl.B01J20/26(2006.01)B01J20/28(2006.01)B01J20/30(2006.01)C02F1/28(2006.01)C02F101/30(2006.01)权利要求书1页说明书7页(54)发明名称一种环保用复合水凝胶及其制备方法和应用(57)摘要本发明公开了一种环保用复合水凝胶及其制备方法和应用，所述复合水凝胶由如下重量百分比的原料制备而成：高分子2～8％、介孔聚四苯基硼酸钠-1/有机硅复合纳米颗粒2～30％、生物炭吸附助剂5～40％和溶剂50～90％。本发明提供的复合水凝胶所用介孔聚四苯基硼酸钠-1/有机硅复合纳米颗粒的粒径分布均匀、内部孔道丰富，通过3-巯丙基三甲氧基硅烷对乙基桥联进行巯基功能化改性制得介孔有机硅、协同阴离子骨架型介孔聚四苯基硼酸钠-1及生物炭吸附剂，实现了对有机染料的高效吸附，通过三者的协同效应吸附亚甲基蓝效果高达714mg/g，因此可广泛应用于水体中亚甲基蓝、甲基橙、孔雀石绿或罗丹明B等有机染料的高效降解。CN111468082ACN111468082A权利要求书1/1页1.一种环保用复合水凝胶，其特征在于，由如下重量百分比的原料制备而成：高分子2～8％、介孔聚四苯基硼酸钠-1/有机硅复合纳米颗粒2～30％、吸附助剂5～40％和溶剂50～90％。2.根据权利要求1所述的一种环保用复合水凝胶，其特征在于，所述介孔聚四苯基硼酸钠-1/有机硅复合纳米颗粒由介孔聚四苯基硼酸钠-1与巯基化乙基桥联介孔有机硅纳米颗粒按照质量比为1:2～8混合而成。3.根据权利要求1或2所述的一种环保用复合水凝胶，其特征在于，所述介孔聚四苯基硼酸钠-1/有机硅复合纳米颗粒的容重为80～400kg/m3，比表面积为1000～2500m2/g。4.根据权利要求1所述的一种环保用复合水凝胶，其特征在于，所述高分子的分子量为70000～200000g/mo1；所述高分子为聚乙烯醇1750、聚乙烯醇1788、聚乙烯醇1799、聚乙烯醇2099、聚乙烯醇2699中的一种或多种。5.根据权利要求1所述的一种环保用复合水凝胶，其特征在于，所述吸附助剂为生物炭。6.根据权利要求5所述的一种环保用复合水凝胶，其特征在于，所述生物炭的制备方法，包括如下步骤：Sl、将生物质原材料用去离子水清洗，然后放入生物炭炉，进行预热解反应制备得到生物炭，研磨过筛后备用；S2、将上述步骤制得的生物炭浸泡在NaOH溶液中进行预改性，然后洗涤、干燥；S3、将上述步骤制得的产物再次进行热解，然后洗涤、干燥；S4、将上述步骤制得的产物浸泡在镁盐中进行Mg2+改性，然后洗涤、干燥，制得改性生物炭。7.根据权利要求6所述的一种环保用复合水凝胶，其特征在于，所述生物质为稻壳、核桃壳、花生壳、玉米秸秆中的一种或多种；热解反应温度为400～600℃。8.根据权利要求1所述的一种环保用复合水凝胶的制备方法，其特征在于，包括将高分子、介孔聚四苯基硼酸钠-1/有机硅复合纳米颗粒、吸附助剂和溶剂混合并加热后，经冷冻-解冻循环3次以上制得复合杂化水凝胶的步骤。9.根据权利要求8所述的一种环保用复合水凝胶的制备方法，其特征在于，所述加热的温度为80～100℃，加热时间为6～10h；所述冷冻时间为12h，冷冻温度为-40℃～0℃；所述解冻时间为2～4h，在室温下解冻。10.根据权利要求1所述的一种环保用复合水凝胶的应用，其特征在于，所述环保用复合水凝胶用于吸附废水中有机染料。2CN111468082A说明书1/7页一种环保用复合水凝胶及其制备方法和应用技术领域[0001]本发明涉及环保材料制备技术领域，尤其涉及一种环保用复合水凝胶及其制备方法和应用。背景技术[0002]水污染问题一直是我国环境污染问题的重中之重。工业废水中有机染料是一种占有比例相当高的污染物，如亚甲基蓝、甲基橙、孔雀石绿、罗丹明B等。这些染料多含有芳香环结构，具有较高的致癌性且不易分解。目前，对有机染料废水的一些常规处理方法主要有：混凝沉淀法、气浮法、吸附法等。其中，吸附法被认为是最简便、高效的方法。[0003]吸附材料的选用方面，为了实现高效吸附，要求材料不仅要有较大的比表面积，还要有效地与客体分子作用的位点。目前使用较多的材料有纳米颗粒、金属有机框架、凝胶等。其中，水凝胶是一种环境友好