一種吸附重金屬離子的pH敏感水凝膠的制備方法及其產品的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種對鉛、鎘、鎳等重金屬離子具有良好吸附能力且吸附量大、吸附效率高、對溶液pH值具有敏感性的pH敏感水凝膠的制備方法及其產品。本發明產品采用水洗、酸洗凹凸棒土，進而利用單寧酸改性凹凸棒土，最后再與丙烯酸水凝膠進行復合制備得到。本發明吸附型pH敏感水凝膠制備方法具有工藝簡單、成本低、不需要特殊設備、工業化實施容易等特點，且制備的凝膠強度有大幅提升。本發明凝膠可應用于電鍍工業、化學工業等污水的處理領域，且可通過控制溶液的pH值來控制對重金屬離子的吸附量，凝膠可以經過清洗反復使用。
【專利說明】一種吸附重金屬離子的PH敏感水凝膠的制備方法及其產品
【技術領域】
[0001]本發明涉及智能高分子材料領域，具體涉及ー種對鎳、鉻、鉛等重金屬離子具有良好吸附功能的pH敏感復合水凝膠及其制備方法。該水凝膠對水中鎳、鉻、鉛等重金屬離子吸附量大、吸附效率高，對溶液PH值具有敏感性，可通過控制溶液的pH值來控制對重金屬離子的吸附量。本發明凝膠可應用于電鍍エ業、化學エ業等污水的處理領域，且可以經過清洗反復使用。
【背景技術】
[0002]隨著化學エ業、冶金工業等的快速發展，來自電解液、電鍍液以及采礦、金屬冶煉過程中產生的含有鉛、銅、鎘、鉻、汞等重金屬離子的廢水污染正日趨嚴重，重金屬廢水污染已成為嚴重的環境和社會問題，是目前迫切需要解決的經濟發展與環境健康、飲水安全方面的關鍵難題。
[0003]近年來，無機材料對重金屬離子的吸附性能越來越受到研究學者的關注，多數無機礦物質材料造價低并且對重金屬離子的吸附性能明顯，在重金屬離子吸附方面尤為引人注意，其中凹凸棒土是最具典型的ー種。
[0004]凹凸棒土(又稱坡縷石)是ー種天然非金屬礦物質材料，是ー種具有鏈層狀結構的含水富鎂硅酸鹽粘土礦物，典型化學式為Si8Mg6O2tl(OH)2(OH2)4 ? 4H20，結構屬2:1型粘土礦物，在每個2:1単位結構層中，四面體晶片角頂隔一定距離方向顛倒，形成層鏈狀。在四面體條帶間形成與鏈平行的通道，通道中充填沸石水和結晶水。凹凸棒土纖維結構一般包括三個層次:①基本結構單元為微棒狀或纖維狀單晶體，簡稱棒晶。②由單晶平行聚集而成的單晶束。③由晶束(包括棒晶)相互堆積而成的聚集體。凹凸棒土的特殊結構使其具有很大的比表面積，物理吸附能力很強。另ー方面，凹凸棒土帶有層面負電荷，在層間吸附了具有可交換性的陽離子以使電荷平衡，這樣凹凸棒土就具有了較強的離子吸附交換能力。
[0005]凹凸棒土在水中有很好的懸浮性，因此盡管凹凸棒土有很好的吸附能力，但對于水處理領域來說，粉末狀的凹凸棒土無法直接投入水中使用，需要采取一定的方法進行處理。目前，較好的處理方法是采用一定的載體固載凹凸棒土，再投入水中使用。本發明人在前期發明中公開了ー種吸附型高分子復合水凝膠的制備方法及其產品【201020595998.1],利用高分子水凝膠作載體，固載凹凸棒土，從而很好地發揮凹凸棒土的吸附作用。但是，該凹凸棒土復合水凝膠吸附重金屬離子的效率低、吸附量小，凝膠吸附重金屬離子后清洗困難，且凝膠對溶液的PH值不具有敏感性，無法通過控制溶液的pH值來控制對重金屬離子的吸附量。
【發明內容】
[0006]針對現有凹凸棒土復合水凝膠應用于重金屬離子吸附方面存在的不足，本發明擬解決的技術問題是提供一種對鉛、鎘、鎳、鑰等重金屬離子具有良好吸附能力且吸附量大、吸附效率高，且對溶液pH值具有敏感性，可通過控制溶液的pH值來控制對重金屬離子的吸附量的復合水凝膠的制備方法及其產品。本發明產品可采用水洗、酸洗凹凸棒土，進而利用單寧酸改性凹凸棒土，最后再與丙烯酸水凝膠進行復合制備得到，吸附重金屬離子后經清洗可重復使用。
[0007]本發明制備的吸附重金屬離子的pH敏感復合水凝膠對Ni (II)吸附量可達約90mg/g,且在溶液pH值為4~6的范圍內具有明顯敏感性，可通過控制溶液的pH值來控制對重金屬離子的吸附量。即PH之小于4，凝膠吸附量降低，pH值大于4，吸附量急劇增大。所述吸附重金屬離子的PH敏感復合水凝膠由以下方法制得；
[0008]包括如下步驟:
[0009](I)凹凸棒土的預處理。稱取IOg~20g粒徑300目~1000目的凹凸棒土,用IL蒸餾水洗滌，沉淀后取其上層清液，500rpm離心Imin后取其上層清液，上層清液中加少量蒸餾水混合均勻后繼續500rpm離心lmin，然后取其上層清液，如此反復洗滌上層清液3~5次后，最后用4000rpm進行離心分離，取其沉淀，90°C下真空干燥24h，研磨后按粒徑大小選擇對應目數的篩子過篩，得純化凹凸棒土。
[0010]配置濃度為0.5mol/L~3mol/L的鹽酸溶液，取IOg~20g純化凹凸棒土與150mL~200mL鹽酸溶液加入到小燒杯中攪拌混合，5min后，將混合物加熱到70°C~80°C，攪拌Ih~2h,然后超聲振蕩30min~40min,抽濾,用蒸懼水洗漆至pH約為6左右，90°C下真空干燥24h，研磨后按粒徑大小選擇對應目數的篩子過篩，得酸改性凹凸棒土。
[0011]取Ig~3g酸改性凹凸棒土,加入200mL~250mL濃度2000mg/L的單寧酸溶液，室溫攪拌2h~3h后乙醇洗至上清液與FeCl3溶液無顯色反應，離心分離，干燥研磨，按粒徑大小選擇對應目數的篩子過篩，得到單寧酸改性凹凸棒土。
[0012](2)制備復合水凝膠。稱取丙烯酸(AA)用20ml蒸餾水溶解配成溶液，使溶液濃度控制在lmol/L~3mol/L ;向溶液中加入單寧酸改性凹凸棒土,控制凹凸棒土與AA的質量比為5:1~15: I。向混合溶液中加入0.04mol/L~0.12mol/L的MBAA作交聯劑，溶解攪拌均勻后通氮氣20分鐘以上，`再加入0.005mol/L~0.015mol/L的過硫酸銨作引發劑，攪拌溶解，繼續通氮氣30分鐘以上后，將溶液倒入模具中，將模具放入65~75°C恒溫環境中，使其凝膠反應12~24小時，即得pH敏感的聚丙烯酸復合水凝膠。
[0013](3)水凝膠后處理。將所得的復合水凝膠用蒸餾水浸泡3~5天，以除去未反應的小分子單體，即得本發明所述的復合水凝膠。
[0014]本發明的有益效果:
[0015]本發明解決所述吸附型復合水凝膠是利用常規的凝膠單體丙烯酸聚合與單寧酸改性凹凸棒土復合制備得到。凝膠的吸水溶脹性能，以及凹凸棒土對廢水中Cd(II) ,Ni (II)和Mo (VI)等重金屬離子的吸附功能，使得本發明所述的復合凝膠具有重要的應用前景。同時，與常規聚丙烯酸水凝膠相比，本發明所述的復合凝膠由于凹凸棒的加入，強度有大幅度提升。
[0016]目前，利用凹凸棒土制備復合凝膠有見報道(CN101812157A)本發明人也公開了利用凹凸棒土制備復合凝膠用于Cd(II)、Ni(II)和Mo(VI)等重金屬離子吸附回收(CN201848253U)。但是，本發明的不同之處在于采用單寧酸對凹凸棒土進行預處理，采用的是具有PH敏感性的聚丙烯酸凝膠。[0017]本發明所述的單寧酸又稱鞣酸，是淡黃色至淺棕色無晶粉末，屬于多元苯酚的復雜化合物，在自然界中含量豐富，價廉易得。單寧酸由于它具有酚羥基的結構，所以它擁有非常獨特的生理活性和化學特性。單寧酸的分子式中有兩個相鄰的酚羥基，它們能通過氧負離子的形式和周圍的金屬離子結合并形成具有穩定性的五元環狀的螯合物，雖然有個酚羥基沒有參加絡合反應，但是它的存在可以促進其它兩個酚羥基的快速解離，進一歩會促進形成絡合物并使其具有穩定性。因此，單寧酸可用于水體中金屬離子的吸附分離。 [0018]本發明制備的吸附重金屬離子的pH敏感復合水凝膠對Ni (II)吸附量可達約90mg/g,且在溶液pH值為4~6的范圍內具有明顯敏感性，可通過控制溶液的pH值來控制對重金屬離子的吸附量。即PH之小于4，凝膠吸附量降低，pH值大于4，吸附量急劇増大。
[0019]本發明所制備的凝膠采用常規的pH敏感水凝膠單體原料丙烯酸，制備方法簡單、不需要特殊設備、生產成本低、適于エ業化應用。
【具體實施方式】:
[0020]下面的實施例可以使本專業技術人員更全面地理解本發明，但不以任何方式限制本發明
[0021]實施例1:
[0022](I)凹凸棒土的預處理。稱取IOg粒徑300目的凹凸棒土，用IL蒸餾水洗滌，沉淀取其上層清液，500rpm離心Imin后取其上層清液，上層清液中加少量蒸餾水混合均勻后繼續500rpm離心Imin,然后取其上層清液,如此反復洗漆上層清液3次后,最后用4000rpm進行離心分離，取其沉淀，90°C下真空干燥24h，研磨后按粒徑大小選擇對應目數的篩子過篩，得純化凹凸棒土。
[0023]配置濃度為0.5mol/L的鹽酸溶液，取IOg純化凹凸棒土與150mL鹽酸溶液加入到小燒杯中攪拌混合，5min后,將混合物加熱到70°C,攪拌Ih,然后超聲振蕩30min,抽濾,用蒸餾水洗滌至PH約為6左右，90°C下真空干燥24h，研磨后按粒徑大小選擇對應目數的篩子過篩，得酸改性凹凸棒土。
[0024]取Ig酸改性凹凸棒土，加入200mL濃度2000mg/L的單寧酸溶液，室溫攪拌2h后こ醇洗至上清液與FeCl3溶液無顯色反應，離心分離，干燥研磨，按粒徑大小選擇對應目數的篩子過篩，得到單寧酸改性凹凸棒土。
[0025](2)制備復合水凝膠。稱取一定量AA用20ml蒸餾水溶解配成溶液，使溶液濃度控制在lmol/L ;向溶液中加入一定量的單寧酸改性凹凸棒土，控制凹凸棒土與AA的質量比為5:1。向混合溶液中加入0.04mol/L的MBAA作交聯劑，溶解攪拌均勻后通氮氣20分鐘以上，再加入0.005mol/L的過硫酸銨作引發劑，攪拌溶解，繼續通氮氣30分鐘以上后，將溶液倒入模具中，將模具放入65°C恒溫環境中，使其凝膠反應12小吋，即得pH敏感的聚丙烯酸復合水凝膠。
[0026](3)水凝膠后處理。將所得的復合水凝膠用蒸餾水浸泡3天，以除去未反應的小分子単體，即得本發明所述的復合水凝膠。
[0027]實施例2:
[0028](I)凹凸棒土的預處理。稱取IOg粒徑1000目的凹凸棒土，用IL蒸餾水洗滌，沉淀取其上層清液，500rpm離心Imin后取其上層清液，上層清液中加少量蒸餾水混合均勻后繼續500rpm離心lmin,然后取其上層清液,如此反復洗漆上層清液3次后,最后用4000rpm進行離心分離，取其沉淀，90°C下真空干燥24h，研磨后按粒徑大小選擇對應目數的篩子過篩，得純化凹凸棒土。
[0029]配置濃度為0.5mol/L的鹽酸溶液，取20g純化凹凸棒土與150mL鹽酸溶液加入到小燒杯中攪拌混合，5min后,將混合物加熱到70°C,攪拌Ih,然后超聲振蕩30min,抽濾,用蒸餾水洗滌至PH約為6左右，90°C下真空干燥24h，研磨后按粒徑大小選擇對應目數的篩子過篩，得酸改性凹凸棒土。 [0030]取Ig酸改性凹凸棒土，加入250mL濃度2000mg/L的單寧酸溶液，室溫攪拌2h后乙醇洗至上清液與FeCl3溶液無顯色反應，離心分離，干燥研磨，按粒徑大小選擇對應目數的篩子過篩，得到單寧酸改性凹凸棒土。
[0031 ] (2)制備復合水凝膠。稱取一定量AA用20ml蒸餾水溶解配成溶液，使溶液濃度控制在lmol/L ;向溶液中加入一定量的單寧酸改性凹凸棒土，控制凹凸棒土與AA，的質量比為5:1。向混合溶液中加入0.12mol/L的MBAA作交聯劑，溶解攪拌均勻后通氮氣20分鐘以上，再加入0.015mol/L的過硫酸銨作引發劑，攪拌溶解，繼續通氮氣30分鐘以上后，將溶液倒入模具中，將模具放入75°C恒溫環境中，使其凝膠反應24小時，即得pH敏感的聚丙烯酸復合水凝膠。
[0032](3)水凝膠后處理。將所得的復合水凝膠用蒸餾水浸泡5天，以除去未反應的小分子單體，即得本發明所述的復合水凝膠。
[0033]實施例3:
[0034](I)凹凸棒土的預處理。稱取20g粒徑300目的凹凸棒土，用IL蒸餾水洗滌，沉淀取其上層清液，500rpm離心Imin后取其上層清液，上層清液中加少量蒸餾水混合均勻后繼續500rpm離心lmin,然后取其上層清液,如此反復洗漆上層清液5次后,最后用4000rpm進行離心分離，取其沉淀，90°C下真空干燥24h，研磨后按粒徑大小選擇對應目數的篩子過篩，得純化凹凸棒土。
[0035]配置濃度為3mol/L的鹽酸溶液，取IOg純化凹凸棒土與150mL鹽酸溶液加入到小燒杯中攪拌混合，5min后,將混合物加熱到80°C,攪拌2h,然后超聲振蕩30min,抽濾,用蒸餾水洗滌至PH約為6左右，90°C下真空干燥24h，研磨后按粒徑大小選擇對應目數的篩子過篩，得酸改性凹凸棒土。
[0036]取Ig酸改性凹凸棒土,加入2OOmL濃度2000mg/L的單寧酸溶液,室溫攪拌3h后乙醇洗至上清液與FeCl3溶液無顯色反應，離心分離，干燥研磨，按粒徑大小選擇對應目數的篩子過篩，得到單寧酸改性凹凸棒土。
[0037](2)制備復合水凝膠。稱取一定量AA用20ml蒸餾水溶解配成溶液，使溶液濃度控制在1.5mol/L ;向溶液中加入一定量的單寧酸改性凹凸棒土，控制凹凸棒土與AA的質量比為10:1。向混合溶液中加入0.05mol/L的MBAA作交聯劑，溶解攪拌均勻后通氮氣20分鐘以上，再加0.010mol/L的過硫酸銨作引發劑，攪拌溶解，繼續通氮氣30分鐘以上后，將溶液倒入模具中，將模具放入70°C恒溫環境中，使其凝膠反應24小時，即得pH敏感的聚丙烯酸復合水凝膠。
[0038](3)水凝膠后處理。將所得的復合水凝膠用蒸餾水浸泡4天，以除去未反應的小分子單體，即得本發明所述的復合水凝膠。[0039]實施例4:
[0040](I)凹凸棒土的預處理。稱取15g粒徑500目的凹凸棒土,用IL蒸懼水洗漆,沉淀取其上層清液，500rpm離心Imin后取其上層清液，上層清液中加少量蒸餾水混合均勻后繼續500rpm離心Imin,然后取其上層清液,如此反復洗漆上層清液5次后,最后用4000rpm進行離心分離，取其沉淀，90°C下真空干燥24h，研磨后按粒徑大小選擇對應目數的篩子過篩，得純化凹凸棒土。
[0041]配置濃度為lmol/L的鹽酸溶液，取12g純化凹凸棒土與180mL鹽酸溶液加入到小燒杯中攪拌混合，5min后,將混合物加熱到70°C,攪拌Ih,然后超聲振蕩30min,抽濾,用蒸餾水洗滌至PH約為6左右，90°C下真空干燥24h，研磨后按粒徑大小選擇對應目數的篩子過篩，得酸改性凹凸棒土。
[0042]取2g酸改性凹凸棒土，加入250mL濃度2000mg/L的單寧酸溶液，室溫攪拌3h后こ醇洗至上清液與FeCl3溶液無顯色反應，離心分離，干燥研磨，按粒徑大小選擇對應目數的篩子過篩，得到單寧酸改性凹凸棒土。
[0043](2)制備復合水凝膠。稱取一定量AA用20ml蒸餾水溶解配成溶液，使溶液濃度控制在2mol/L ;向溶液中加入一定量的單寧酸改性凹凸棒土，控制凹凸棒土與AA的質量比為8:1。向混合溶液中加入0.05mol/L的MBAA作交聯劑，溶解攪拌均勻后通氮氣20分鐘以上，再加入0.006mol/L的過硫酸銨作引發劑，攪拌溶解，繼續通氮氣30分鐘以上后，將溶液倒入模具中，將模具放入65°C恒溫環境中，使其凝膠反應18小吋，即得pH敏感的聚丙烯酸復合水凝膠。
[0044](3)水凝膠后處理。將所得的復合水凝膠用蒸餾水浸泡3.5天，以除去未反應的小分子単體，即得本發明所述的復合水凝膠。
[0045]實施例5:`[0046](I)凹凸棒土的預處理。稱取16g粒徑800目的凹凸棒土,用IL蒸懼水洗漆,沉淀取其上層清液，500rpm離心Imin后取其上層清液，上層清液中加少量蒸餾水混合均勻后繼續500rpm離心Imin,然后取其上層清液,如此反復洗漆上層清液5次后,最后用4000rpm進行離心分離，取其沉淀，90°C下真空干燥24h，研磨后按粒徑大小選擇對應目數的篩子過篩，得純化凹凸棒土。
[0047]配置濃度為2.5mol/L的鹽酸溶液，取18g純化凹凸棒土與160mL鹽酸溶液加入到小燒杯中攪拌混合，5min后,將混合物加熱到70°C,攪拌2h,然后超聲振蕩40min,抽濾,用蒸餾水洗滌至PH約為6左右，90°C下真空干燥24h，研磨后按粒徑大小選擇對應目數的篩子過篩，得酸改性凹凸棒土。
[0048]取2.5g酸改性凹凸棒土，加入250mL濃度2000mg/L的單寧酸溶液，室溫攪拌3h后こ醇洗至上清液與FeCl3溶液無顯色反應，離心分離，干燥研磨，按粒徑大小選擇對應目數的篩子過篩，得到單寧酸改性凹凸棒土。
[0049](2)制備復合水凝膠。稱取一定量AA用20ml蒸餾水溶解配成溶液，使溶液濃度控制在2.2mol/L ;向溶液中加入一定量的單寧酸改性凹凸棒土，控制凹凸棒土與AA的質量比為5~15。向混合溶液中加入0.08mol/L的MBAA作交聯劑，溶解攪拌均勻后通氮氣20分鐘以上，再加入0.012mol/L的過硫酸銨作引發劑，攪拌溶解，繼續通氮氣30分鐘以上后，將溶液倒入模具中，將模具放入70°C恒溫環境中，使其凝膠反應20小吋，即得pH敏感的聚丙烯酸復合水凝膠。
[0050] (3)水凝膠后處理。將所得的復合水凝膠用蒸餾水浸泡5天，以除去未反應的小分子單體，即得本發明所述的復合水凝膠。
[0051]實施例6:
[0052](1)凹凸棒土的預處理。稱取18g粒徑1000目的凹凸棒土，用IL蒸餾水洗滌，沉淀取其上層清液，500rpm離心Imin后取其上層清液，上層清液中加少量蒸餾水混合均勻后繼續500rpm離心lmin,然后取其上層清液,如此反復洗漆上層清液5次后,最后用4000rpm進行離心分離，取其沉淀，90°C下真空干燥24h，研磨后按粒徑大小選擇對應目數的篩子過篩，得純化凹凸棒土。
[0053]配置濃度為3mol/L的鹽酸溶液，取20g純化凹凸棒土與180mL鹽酸溶液加入到小燒杯中攪拌混合，5min后,將混合物加熱到75°C,攪拌1.5h,然后超聲振蕩35min,抽濾,用蒸餾水洗滌至PH約為6左右，90°C下真空干燥24h，研磨后按粒徑大小選擇對應目數的篩子過篩，得酸改性凹凸棒土。
[0054]取2.8g酸改性凹凸棒土，加入250mL濃度2000mg/L的單寧酸溶液，室溫攪拌2.5h后乙醇洗至上清液與FeCl3溶液無顯色反應，離心分離，干燥研磨，按粒徑大小選擇對應目數的篩子過篩，得到單寧酸改性凹凸棒土。
[0055](2)制備復合水凝膠。稱取一定量AA用20ml蒸餾水溶解配成溶液，使溶液濃度控制在2.2mol/L ;向溶液中加入一定量的單寧酸改性凹凸棒土，控制凹凸棒土與AA的質量比為15:1。向混合溶液中加入0.06mol/L的MBAA作交聯劑，溶解攪拌均勻后通氮氣20分鐘以上，再加入0.009mol/L的過硫酸銨作引發劑，攪拌溶解，繼續通氮氣30分鐘以上后，將溶液倒入模具中，將模具放入75°C恒溫環境中，使其凝膠反應24小時，即得pH敏感的聚丙烯酸復合水凝膠。
[0056](3)水凝膠后處理。將所得的復合水凝膠用蒸餾水浸泡3天，以除去未反應的小分子單體，即得本發明所述的復合水凝膠。
【權利要求】
1.吸附重金屬離子的PH敏感復合水凝膠，所述吸附重金屬離子的pH敏感復合水凝膠對Ni (II)吸附量可達約90mg/g，且在溶液pH值為4~6的范圍內具有明顯敏感性，可通過控制溶液的PH值來控制對重金屬離子的吸附量:即PH之小于4，凝膠吸附量降低，pH值大于4，吸附量急劇增大；所述吸附重金屬離子的pH敏感復合水凝膠由以下方法制得；包括如下步驟: (1)凹凸棒土的預處理。稱取IOg~20g粒徑300目~1000目的凹凸棒土,用IL蒸懼水洗滌，沉淀后取其上層清液，500rpm離心Imin后取其上層清液，上層清液中加少量蒸餾水混合均勻后繼續500rpm離心Imin,然后取其上層清液,如此反復洗漆上層清液3~5次后，最后用4000rpm進行離心分離，取其沉淀，90°C下真空干燥24h，研磨后按粒徑大小選擇對應目數的篩子過篩，得純化凹凸棒土。 配置濃度為0.5mol/L~3mol/L的鹽酸溶液,取IOg~20g純化凹凸棒土與150mL~200mL鹽酸溶液加入到小燒杯中攪拌混合，5min后，將混合物加熱到70°C~80°C，攪拌Ih~2h,然后超聲振蕩30min~40min,抽濾,用蒸懼水洗漆至pH約為6左右,90°C下真空干燥24h，研磨后按粒徑大小選擇對應目數的篩子過篩，得酸改性凹凸棒土。 取Ig~3g酸改性凹凸棒土,加入200mL~250mL濃度2000mg/L的單寧酸溶液,室溫攪拌2h~3h后こ醇洗至上清液與FeCl3溶液無顯色反應，離心分離，干燥研磨，按粒徑大小選擇對應目數的篩子過篩，得到單寧酸改性凹凸棒土。 (2)制備復合水凝膠。稱取丙烯酸用20mi蒸餾水溶解配成溶液，使溶液濃度控制在lmol/L~3mol/L ;向溶液中加入單寧酸改性凹凸棒土,控制凹凸棒土與丙烯酸的質量比為5:1~15:1。向混合溶液中加入0.04mol/L~0.12mol/L的MBAA作交聯劑，溶解攪拌均勻后通氮氣20分鐘以上，再加入0.005mol/L~0.015mol/L的過硫酸銨作引發劑，攪拌溶解，繼續通氮氣30分鐘以上后，將溶液倒入模具中，將模具放入65~75°C恒溫環境中，使其凝膠反應12~24小吋，即得pH敏感的聚丙烯酸復合水凝膠； (3)水凝膠后處理。將所得的復合水凝膠用蒸餾水浸泡3~5天，以除去未反應的小分子単體，即得本發明所述的復`合水凝膠。
2.如權利要求1所述的吸附重金屬離子的pH敏感復合水凝膠的制備方法，包括如下步驟: (I)凹凸棒土的預處理。稱取IOg~20g粒徑300目~1000目的凹凸棒土,用IL蒸懼水洗滌，沉淀后取其上層清液，500rpm離心Imin后取其上層清液，上層清液中加少量蒸餾水混合均勻后繼續500rpm離心Imin,然后取其上層清液,如此反復洗漆上層清液3~5次后，最后用4000rpm進行離心分離，取其沉淀，90°C下真空干燥24h，研磨后按粒徑大小選擇對應目數的篩子過篩，得純化凹凸棒土。 配置濃度為0.5mol/L~3mol/L的鹽酸溶液,取IOg~20g純化凹凸棒土與150mL~200mL鹽酸溶液加入到小燒杯中攪拌混合，5min后，將混合物加熱到70°C~80°C，攪拌Ih~2h,然后超聲振蕩30min~40min,抽濾,用蒸懼水洗漆至pH約為6左右,90°C下真空干燥24h，研磨后按粒徑大小選擇對應目數的篩子過篩，得酸改性凹凸棒土。 取Ig~3g酸改性凹凸棒土,加入200mL~250mL濃度2000mg/L的單寧酸溶液,室溫攪拌2h~3h后こ醇洗至上清液與FeCl3溶液無顯色反應，離心分離，干燥研磨，按粒徑大小選擇對應目數的篩子過篩，得到單寧酸改性凹凸棒土。(2)制備復合水凝膠。稱取丙烯酸用20ml蒸餾水溶解配成溶液，使溶液濃度控制在lmol/L~3mol/L ;向溶液中加入單寧酸改性凹凸棒土,控制凹凸棒土與丙烯酸的質量比為5:1~15:1。向混合溶液中加入0.04mol/L~0.12mol/L的MBAA作交聯劑，溶解攪拌均勻后通氮氣20分鐘以上，再加入0.005mol/L~0.015mol/L的過硫酸銨作引發劑，攪拌溶解，繼續通氮氣30分鐘以上后，將溶液倒入模具中，將模具放入65~75°C恒溫環境中，使其凝膠反應12~24小時，即得pH敏感的聚丙烯酸復合水凝膠； (3)水凝膠后處理。將所得的復合水凝膠用蒸餾水浸泡3~5天，以除去未反應的小分子單體，即得本發明所述的復合水凝膠。
3.如權利要求2所述的吸附重金屬離子的pH敏感復合水凝膠的制備方法，包括如下步驟: (1)凹凸棒土的預處理。稱取IOg粒徑300目的凹凸棒土，用IL蒸餾水洗滌，沉淀后取其上層清液，500rpm離心Imin后取其上層清液，上層清液中加少量蒸餾水混合均勻后繼續500rpm離心Imin,然后取其上層清液,如此反復洗漆上層清液3次后,最后用4000rpm進行離心分離，取其沉淀，90°C下真空干燥24h，研磨后按粒徑大小選擇對應目數的篩子過篩，得純化凹凸棒土。 配置濃度為0.5mol/L的鹽酸溶液，取IOg純化凹凸棒土與150mL鹽酸溶液加入到小燒杯中攪拌混合，5min后,將混合物加熱到70°C,攪拌Ih,然后超聲振蕩30min,抽濾,用蒸懼水洗滌至PH約為6左右，90°C下真空干燥24h，研磨后按粒徑大小選擇對應目數的篩子過篩，得酸改性凹凸棒土。 取Ig酸改性凹凸棒土，加入200mL濃度2000mg/L的單寧酸溶液，室溫攪拌2h后乙醇洗至上清液與FeCl3溶液無顯色反應，離心分離，干燥研磨，按粒徑大小選擇對應目數的篩子過篩，得到單寧酸改性凹凸棒土。 (2)制備復合水凝膠:稱取一定量AA用20ml蒸餾水溶解配成溶液，使溶液濃度控制在lmol/L ;向溶液中加入一定量的單寧酸改性凹凸棒土，控制凹凸棒土與AA的質量比為5:1。向混合溶液中加入0.04mol/L的MBAA作交聯劑，溶解攪拌均勻后通氮氣20分鐘以上，再加入0.005mol/L的過硫酸銨作引發劑，攪拌溶解，繼續通氮氣30分鐘以上后，將溶液倒入模具中，將模具放入65°C恒溫環境中，使其凝膠反應12小時，即得pH敏感的聚丙烯酸復合水凝膠。 (3)水凝膠后處理。將所得的復合水凝膠用蒸餾水浸泡3天，以除去未反應的小分子單體，即得本發明所述的復合水凝膠。
【文檔編號】C08L33/02GK103554328SQ201310485548
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年10月17日 優先權日:2013年10月17日
【發明者】何曉春, 趙義平, 劉興甜, 劉健 申請人:滁州友林科技發展有限公司