本發(fā)明涉及硅膠吸附材料領(lǐng)域，具體涉及一種高性能復(fù)合硅膠吸附材料及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、隨著城鎮(zhèn)化和科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，自然資源開發(fā)和工業(yè)化快速推進(jìn)，產(chǎn)生大量含有機(jī)污染物和無機(jī)離子污染物的廢水并被排入環(huán)境，嚴(yán)重破壞了土壤、水環(huán)境和生態(tài)環(huán)境，吸附法因具備操作簡單、經(jīng)濟(jì)高效、去除性能好等優(yōu)點，在廢水處理中被廣泛應(yīng)用。

2、而吸附法最重要的就是吸附材料的選擇，硅膠是一種具有多孔結(jié)構(gòu)，無毒的非晶態(tài)物質(zhì)，由于其穩(wěn)定的化學(xué)結(jié)構(gòu)常被用作吸附材料，但的硅膠吸附量小且選擇性差，已無法滿足當(dāng)前復(fù)雜的環(huán)境與需求，同時由于廢水往往還伴隨大量細(xì)菌，這些細(xì)菌極有可能在硅膠吸附材料的脫附過程中脫出，進(jìn)而造成不良影響。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種高性能復(fù)合硅膠吸附材料及其制備方法，解決了現(xiàn)有硅膠吸附材料在吸附水中金屬鹽能力不足的問題，同時其還具有一定的抗菌能力。

2、本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：一種高性能復(fù)合硅膠吸附材料的制備方法，包括如下步驟：步驟s1：稱取如下重量百分比原料：復(fù)合纖維素2-3%、鈉水玻璃30-35%和尿素2-3%，余量為水；

3、步驟s2：將復(fù)合纖維素、鈉水玻璃、尿素和水混合并超聲分散15-20min，制得混合溶液，將混合溶液調(diào)節(jié)ph值至10，倒入模具中，在溫度為45℃條件下，靜置12-16h，水洗，冷凍干燥，制得一種高性能復(fù)合硅膠吸附材料；

4、所述復(fù)合纖維素通過如下步驟制得：

5、步驟a1：將5-溴水楊醛、嗎啉和無水乙醇混合，在氮氣保護(hù)，攪拌速率為120-150rpm，溫度為80℃條件下，攪拌并加入多聚甲醛，反應(yīng)24h，制得中間體1，將中間體1、n-乙基乙二胺和甲醇混合，在氮氣保護(hù)，攪拌速率為120-150rpm，溫度為65℃條件下，反應(yīng)12-14h，制得中間體2；

6、5-溴水楊醛、嗎啉和多聚甲醛用量比為0.025-0.03mol：0.025-0.03mol：1.2-1.4g，中間體1和n-乙基乙二胺用量比為0.025-0.03mol：0.025-0.03mol；

7、反應(yīng)過程中，在多聚甲醛的作用下，5-溴水楊醛中羥基鄰位被甲?；?，其甲?；倥c嗎啉中仲胺反應(yīng)，將嗎啉連接于5-溴水楊醛上，制得中間體1，中間體1中醛基再與n-乙基乙二胺中伯胺基反應(yīng)，形成亞胺鍵，制得中間體2；

8、步驟a2：將微晶纖維素、丙酮和去離子水混合，在氮氣保護(hù)，攪拌速率為120-150rpm，溫度為70℃條件下，攪拌并加入過氧化苯甲酰，反應(yīng)10-15min，再加入甲基丙烯酸縮水甘油酯和丙烯酰胺，反應(yīng)8-10h，制得改性纖維素；

9、微晶纖維素、丙酮、去離子水、過氧化苯甲酰、甲基丙烯酸縮水甘油酯和丙烯酰胺用量比為10-12g：70ml：80ml：0.85-0.9g：0.08-0.12mol：0.1-0.12mol；

10、反應(yīng)過程中，在引發(fā)劑過氧化苯甲酰的作用下，微晶纖維素與甲基丙烯酸縮水甘油酯和丙烯酰胺中雙鍵發(fā)生接枝共聚，制得改性纖維素；

11、步驟a3：將改性纖維素和去離子水混合，攪拌并加入鹽酸溶液調(diào)節(jié)ph值為6，在攪拌速率為80-100rpm，溫度為40℃條件下，攪拌并加入三甲胺溶液，反應(yīng)6-8h，再加入中間體2，繼續(xù)反應(yīng)4-6h，制得復(fù)合纖維素；

12、鹽酸溶液質(zhì)量濃度為5.5g/l，三甲胺溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%，改性纖維素、去離子水、三甲胺溶液和中間體2用量比為5-5.5g：80-100ml：60-70ml：0.025-0.03mol；

13、反應(yīng)過程中，在酸性條件下，三甲胺溶液中三甲胺被季銨化，再與改性纖維素中部分環(huán)氧基團(tuán)反應(yīng)，將季銨基團(tuán)連接于改性纖維素中，同時另一部分環(huán)氧基團(tuán)與中間體2中仲胺反應(yīng)，制得復(fù)合纖維素；

14、本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明公開了一種高性能復(fù)合硅膠吸附材料及其制備方法，解決了現(xiàn)有硅膠吸附材料在吸附水中金屬鹽能力不足的問題，同時其還具有一定的抗菌能力；微晶纖維素通過引發(fā)劑與甲基丙烯酸縮水甘油酯和丙烯酰胺發(fā)生接枝共聚，引入環(huán)氧基團(tuán)，環(huán)氧基團(tuán)再與季銨化的三甲胺以及中間體2反應(yīng)，制得復(fù)合纖維素，復(fù)合纖維素中的席夫堿結(jié)構(gòu)的存在，其可以有效地與廢水中的金屬鹽相配位，形成配合物，從而除去水中金屬離子，而又由于其引入了嗎啉基團(tuán)，嗎啉基團(tuán)其質(zhì)子化后可以較好的促進(jìn)離子之間的靜電吸引，從而改善硅膠吸附材料對金屬鹽的吸附能力，同時通過與季銨化的三甲胺反應(yīng)引入了季銨基團(tuán)，季銨基團(tuán)的引入極大地提高了硅膠吸附材料的抗菌性能，并且由于其連接于改性纖維素上，避免了在重復(fù)使用后吸附基團(tuán)脫落或抗菌基團(tuán)脫落導(dǎo)致的性能下降的問題。

技術(shù)特征：

1.一種高性能復(fù)合硅膠吸附材料的制備方法，其特征在于：包括如下步驟：步驟s1：稱取如下重量百分比原料：復(fù)合纖維素2-3%、鈉水玻璃30-35%和尿素2-3%，余量為水；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高性能復(fù)合硅膠吸附材料的制備方法，其特征在于：所述復(fù)合纖維素通過如下步驟制得：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高性能復(fù)合硅膠吸附材料的制備方法，其特征在于：步驟a1中：5-溴水楊醛、嗎啉和多聚甲醛用量比為0.025-0.03mol：0.025-0.03mol：1.2-1.4g，中間體1和n-乙基乙二胺用量比為0.025-0.03mol：0.025-0.03mol。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高性能復(fù)合硅膠吸附材料的制備方法，其特征在于：步驟a2中：微晶纖維素、丙酮、去離子水、過氧化苯甲酰、甲基丙烯酸縮水甘油酯和丙烯酰胺用量比為10-12g：70ml：80ml：0.85-0.9g：0.08-0.12mol：0.1-0.12mol。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高性能復(fù)合硅膠吸附材料的制備方法，其特征在于：步驟a3中：鹽酸溶液質(zhì)量濃度為5.5g/l，三甲胺溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%，改性纖維素、去離子水、三甲胺溶液和中間體2用量比為5-5.5g：80-100ml：60-70ml：0.025-0.03mol。

6.一種高性能復(fù)合硅膠吸附材料，其特征在于：根據(jù)權(quán)利要求1-5任一所述制備方法制備而成。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及硅膠吸附材料領(lǐng)域，具體涉及一種高性能復(fù)合硅膠吸附材料及其制備方法，其包括如下重量百分比原料：復(fù)合纖維素2?3%、鈉水玻璃30?35%和尿素2?3%，余量為水；由于在硅膠吸附材料原料中你加入了復(fù)合纖維素，而復(fù)合纖維素中存在有席夫堿結(jié)構(gòu)并引入嗎啉基團(tuán)，其可以與廢水中金屬鹽相配位，從而有效地解決了現(xiàn)有硅膠吸附材料在吸附水中金屬鹽能力不足的問題，并通過季銨基團(tuán)的引入，還使其具有一定的抗菌能力。

技術(shù)研發(fā)人員：劉遠(yuǎn)誠,閉振運(yùn)
受保護(hù)的技術(shù)使用者：廣東微方程新材料有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/30