一种磁性阳离子水凝胶基复合吸附材料的制备及其应用的制作方法

文档序号:12619163阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种磁性阳离子水凝胶基复合吸附材料,其特征在于含有阳离子水凝胶、磁性物质和活性金属的不同形态,在磁性阳离子水凝胶上负载活性金属的不同形态。

2.如权利要求1所述的磁性阳离子水凝胶基复合吸附材料,其特征在于,磁性物质和阳离子水凝胶是通过自由基聚合反应一次合成的,包括如下进行的步骤:

(1)将( 3-丙烯酰胺丙基) 三甲基氯化铵( APTMACl) 单体加入到水中,然后加入交联剂N,N'-亚甲基双丙烯酰胺(MBA), 待其完全溶解后,再加少量纯水,阳离子单体与纯水比例约为10-500∶1,生成溶液A;

(2)向溶液A中加入微量加速剂N,N,N',N'-四甲基乙二胺( TEMED) 和少量的磁性γ-Fe2O3进行均匀混合,然后加入引发剂饱和过硫酸钾(KPS) 溶液,在10-100℃水浴中搅拌反应0-2h,其中阳离子单体、加速剂、磁性材料、引发剂比例为250-500:5-10:50-100:100-200,生成磁性阳离子水凝胶前驱物B;

(3)将磁性阳离子水凝胶前驱物B进行熟化,生成磁性阳离子水凝胶,然后置换容器并浸没在纯水里10-100h,每2-10h换一次水,洗去未反应的单体、交联剂、引发剂和加速剂物质,然后将磁性阳离子水凝胶冷冻干燥研磨,制备为磁性阳离子水凝胶颗粒。

3.如权利要求1所述的磁性阳离子水凝胶基复合吸附材料,其特征在于,活性金属的不同形态包括Sr、Zr、Fe中一种或多种金属的自由水合离子或La、Sr、Zr、Fe中一种或多种金属的水合氧化物。

4.如权利要求3所述的活性金属的自由水合离子,其特征在于,活性金属自由水合离子的负载按照如下顺序的步骤进行:

(1)将磁性阳离子水凝胶颗粒浸渍于饱和活性金属盐溶液中进行表面反应,恒温连续搅拌,直到溶液中活性金属离子浓度稳定,静置,磁分离,滤干上清液,获得负载活性金属的自由水合离子的磁性阳离子水凝胶;

(2)将所得后的负载活性金属的自由水合离子的磁性阳离子水凝胶用去离子水洗涤,直至洗涤出水的pH值为中性至弱碱性。

5.如权利要求3所述的活性金属的水合氧化物,其特征在于,活性金属水合氧化物的负载按照如下顺序的步骤进行:

(1)将磁性阳离子水凝胶颗粒浸渍在饱和的活性金属盐-有机溶剂混合溶液中进行表面反应,使其充分搅拌混合;滤干上清液,将滤出的沉淀加入NaOH溶液中,在50-100℃下进行水浴加热,分离出沉淀进行0-24h的去离子水洗涤;

(2)将去离子水洗涤后的沉淀加入50-500mL的NaCl溶液中进行洗涤,直至洗涤出水的pH值为中性至弱碱性;最后用去离子水搅拌洗涤;将沉淀物质进行0-60℃的真空干燥和50-110℃的烘干。

6.如权利要求1所述的磁性阳离子水凝胶基复合吸附材料,其特征在于,去除水中溶解性的无机阴离子污染物。

7.如权利要求6所述的水中无机阴离子污染物,其特征在于,包括F-、PO43-、NO3-以及AsO43-、SbO43-的不同形态,浓度范围为10-1000mg/L。

8.如权利要求1所述的磁性阳离子水凝胶基复合吸附材料,其特征在于,吸附阴离子和再生的过程按照如下顺序的步骤进行:

(1)向10-1000mg/L的阴离子污染物中投加0.1-5g/L的磁性水凝胶基复合吸附材料;

(2)保持1-48h的吸附时间,并且在吸附过程中以100-1000rpm的转速持续振荡;

(3)吸附完成后,静置沉淀混合液,使用永磁铁进行复合材料颗粒的回收;

(4)将所回收颗粒依次浸渍于0.01-1M的盐酸溶液中、0.01-1M的氢氧化钠溶液中,最后用氯化钠溶液冲洗,直到洗涤出水的pH值为中性至弱碱性。

9.如权利要求8所述的再生药剂,其特征在于,可以选择HCl、NaOH、NaCl中一种或多种。

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