基于主客体作用实现的由溶胶转变而成的凝胶及其制备方法与流程

文档序号:12546082阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种基于主客体作用实现的由溶胶转变而成的凝胶,其特征是该凝胶是锂藻土物理水凝胶,其主要组成原料及质量浓度为:锂藻土为2~3wt%,普朗尼克PF108为1~3wt%,羧甲基-β-环糊精为0.012~0.075wt%。

2.根据权利要求1所述的基于主客体作用实现的由溶胶转变而成的凝胶,其特征在于:所述的锂藻土,其型号为RD型锂藻土,采用蒸馏水分散。

3.根据权利要求1所述的基于主客体作用实现的由溶胶转变而成的凝胶,其特征在于:所述的普朗尼克PF108,其平均分子量范围为1900~14600。

4.一种基于主客体作用实现的由溶胶转变而成的凝胶的制备方法,其特征在于:首先在质量浓度为2~3wt%的RD型锂藻土分散液中加入1~3wt%的普朗尼克PF108,静置6小时后得到锂藻土RD/PF108预溶液,该预溶液中由于普朗尼克PF108与锂藻土粒子间的静电吸附作用,使高浓度锂藻土分散液不会自发形成凝胶;利用CM-β-CD与PF108中的聚丙二醇链段的主客体作用,CM-β-CD是羧甲基-β-环糊精,将吸附在锂藻土粒子表面上的PF108包结下来,使锂藻土形成凝胶的能力不再受PF108链的阻碍,从而实现体系溶胶向凝胶的转变,得到RD/PF108/CM-β-CD水凝胶,其为锂藻土物理水凝胶。

5.根据权利要求4所述的凝胶的制备方法,其特征在于:普朗尼克F108、锂藻土RD质量比为1:1~1:2,普朗尼克F108、羧甲基-β-环糊精摩尔比为1:0.5~1:8;所述的高浓度锂藻土分散液,是由RD型锂藻土通过蒸馏水搅拌超声分散后得到的,其质量浓度为2~3wt%。

6.根据权利要求4所述的凝胶的制备方法,其特征在于所述的锂藻土RD/PF108预溶液由以下方法制成,其步骤包括:

(1)在10mL样品瓶中加入适量蒸馏水,再加入不同质量的锂藻土粉末以配置不同质量分数的锂藻土分散液,搅拌5~10分钟;

(2)将步骤(1)的样品瓶至于超声清洗器中超声1小时,得到浓度为2~3wt%的锂藻土分散液;

(3)向步骤(2)中的样品瓶中加入1~3wt%的PF108粉末,继续用磁力搅拌器搅拌2~3小时,得到试样溶液;

(4)将试样溶液封装静置≥6小时,得到RD/PF108预溶液。

7.根据权利要求4所述的凝胶的制备方法,其特征在于所述的羧甲基-β-环糊精,是由β-环糊精经过一氯乙酸在氢氧化钠水溶液中通过超声辅助法改性制备而成,具体是:在一平底烧瓶中加入适量β-环糊精、一氯乙酸和蒸馏水,再加入适量氢氧化钠水溶液,置于超声清洗器中超声辅助反应1~4h,产物溶液经质量浓度1%的稀盐酸调节pH=8.5~9.5后用甲醇作为沉淀剂和洗涤剂,过滤并多次洗涤沉淀后置于真空干燥箱中于80℃干燥12h。

8.根据权利要求4所述的凝胶的制备方法,其特征在于所述的羧甲基-β-环糊精由以下方法制成,其制备步骤包括:

(1)在装有适量蒸馏水的平底烧瓶中加入一定质量的β-环糊精,适当搅拌;

(2)向步骤(1)的平底烧瓶中加入适量一氯乙酸;

(3)向步骤(2)的平底烧瓶中加入适量质量浓度为30~40wt%氢氧化钠水溶液,此时溶液体系沸腾;

(4)将平底烧瓶放入超声清洗器中,超声辅助反应1~4小时,得到反应溶液;

(5)将得到的反应溶液冷却至室温,用质量浓度1%的稀盐酸调节pH=9,分次加入甲醇至不再有沉淀为止,静置5小时;

(6)过滤出步骤(5)得到的沉淀,用甲醇多次洗涤沉淀;

(7)将步骤(6)所得到的沉淀置于真空干燥箱中,干燥温度为75~85℃,干燥时间为10~13小时,最终产物置于干燥环境中封装备用。

9.根据权利要求4所述的凝胶的制备方法,其特征在于所述的RD/PF108/CM-β-CD水凝胶由以下方法制成,其制备步骤包括:

(1)按PF108:CM-β-CD摩尔比为1:8~1:0.5称取对应质量的CM-β-CD,用少量蒸馏水配制成CM-β-CD溶液;

(2)将CM-β-CD溶液加入到RD/PF108预溶液中,经振荡混合器混合后得到混匀溶液;

(3)混合溶液可立刻或在4小时内转变为所述水凝胶,即凝胶时间为0~4h。

10.一种基于主客体作用实现的由溶胶转变而成的凝胶的应用,其特征在于:权利要求1至3中任一所述的凝胶,或者权利要求4至9中任一所述方法制备的凝胶,其粘性模量和弹性模量受组分影响而不同程度地高于锂藻土溶液单独形成的凝胶的粘弹性模量,凝胶强度明确增加;其凝胶时间可通过改变组分含量来调节;其在废水中有一定吸附甲基蓝、甲基橙或百里香酚兰染料中的能力。

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