申请日2014.02.25
公开(公告)日2016.03.09
IPC分类号B01J20/26; B01J20/28; B01J20/30; C02F1/28; C02F1/62; A61K47/36
摘要
本发明公开了一种用于重金属污水处理的多孔海藻酸钙凝胶球的制备方法，该方法包含如下步骤：步骤1，将表面活性剂、碳酸氢钠分别加入到海藻酸钠和聚乙烯醇的混合液中，搅拌溶解后得到含有3%海藻酸钠、1%聚乙烯醇、0.2~0.6%表面活性剂和0.5%碳酸氢钠的海藻酸钠-聚乙烯醇混合液;步骤2，将步骤1所得的混合液逐滴滴入到含有5%氯化钙和1.5%乙酸的氯化钙/乙酸混合液中，制得发泡海藻酸钙复合凝胶球。本发明通过改变表面活性剂达到调控多孔海藻酸钙复合凝胶球孔径的目的，孔径范围20μm-160μm。通过孔径的调节，改变多孔海藻酸钙复合凝胶球的比表面积，从而改善其对重金属离子的吸附效果，适用于重金属污水治理。
权利要求书
1.一种用于重金属污水处理的多孔海藻酸钙凝胶球的制备方法，其特征在于，该方法包含如下步骤：
步骤1，将表面活性剂、碳酸氢钠分别加入到海藻酸钠和聚乙烯醇的混合液中，搅拌溶解后得到含有3%海藻酸钠、1%聚乙烯醇、0.2~0.6%表面活性剂和0.5%碳酸氢钠的海藻酸钠-聚乙烯醇混合液;
步骤2，将步骤1所得的混合液逐滴滴入到含有5%氯化钙和1.5%乙酸的氯化钙/乙酸混合液中，制得发泡海藻酸钙复合凝胶球;
步骤3，后处理步骤，其包含：
步骤3.1，将所述的复合凝胶球的表面用去离子水冲洗后放入-22℃的低温冰箱中冷冻12~24小时;
步骤3.2，将经步骤3.1冷冻后的复合凝胶球放入真空冷冻干燥机中，于-60℃、真空度15Pa下冷冻干燥2~12小时，制得多孔海藻酸钙复合凝胶球。
2.如权利要求1所述的用于重金属污水处理的多孔海藻酸钙凝胶球的制备方法，其特征在于，所述的聚乙烯醇的聚合度为1700。
3.如权利要求1所述的用于重金属污水处理的多孔海藻酸钙凝胶球的制备方法，其特征在于，所述的表面活性剂选择月桂酸二乙醇酰胺、油酸二乙醇酰胺、牛血清蛋白、十二烷基苯磺酸钠、羟丙基甲基纤维素、十二烷基硫酸钠中的任意一种或任意两种以上。
4.一种采用权利要求1所述的方法制备的多孔海藻酸钙凝胶球的用途，其特征在于，该多孔海藻酸钙凝胶球用作水中重金属离子的吸附。
说明书
用于重金属污水处理的多孔海藻酸钙凝胶球的制备方法
技术领域
本发明涉及高分子多孔材料的制备方法，具体涉及一种孔径可控的多孔海藻酸钙复合凝胶球制备方法。
背景技术
海藻酸(C5H7O4COOH)n是海带、巨藻等褐藻类细胞膜的主要成份，是天然环保的高分子材料，因含有大量游离的羧基而易与重金属离子结合，从而形成海藻酸钙凝胶球。该海藻酸钙凝胶球的结构如下：
研究表明，上述海藻酸与钙离子形成的凝胶球(即海藻酸钙凝胶球)对汞、铜、镉等重金属离子具有较好的吸附能力，可用于重金属污染水体的治理。
目前用于重金属污染水体治理的海藻酸钙小球都为实心球，比表面积相对较小，影响了其对金属离子的吸附效果。虽曾有报道制备出多孔海藻酸钙/聚乙烯醇复合海绵材料，但其制备都是采用浇注法，最终得到膜状或块状的材料，而非球状，孔径较大且不可调，尚未见到对这类多孔材料孔径控制的报道。
发明内容
本发明的目的是提供一种孔径可调的多孔海藻酸钙凝胶球的制备方法，通过选择不同的表面活性剂，实现对制备的多孔海藻酸钙凝胶球的孔径的调节，以改善海藻酸钙凝胶球的金属离子的吸附效果，可用于含重金属的污水处理。
为达到上述目的，本发明提供了一种用于重金属污水处理的多孔海藻酸钙凝胶球的制备方法，该方法包含如下步骤：
步骤1，将表面活性剂、碳酸氢钠分别加入到海藻酸钠和聚乙烯醇的混合液中，搅拌溶解后得到含有3%海藻酸钠、1%聚乙烯醇、0.2~0.6%表面活性剂和0.5%碳酸氢钠的海藻酸钠-聚乙烯醇混合液;
步骤2，将步骤1所得的混合液逐滴滴入到含有5%氯化钙和1.5%乙酸的氯化钙/乙酸混合液中，制得发泡海藻酸钙复合凝胶球。
上述的用于重金属污水处理的多孔海藻酸钙凝胶球的制备方法，其中，所述的聚乙烯醇的聚合度为1700。
上述的用于重金属污水处理的多孔海藻酸钙凝胶球的制备方法，其中，所述的表面活性剂选择月桂酸二乙醇酰胺、油酸二乙醇酰胺、牛血清蛋白、十二烷基苯磺酸钠、羟丙基甲基纤维素、十二烷基硫酸钠中的任意一种或任意两种以上。
上述的用于重金属污水处理的多孔海藻酸钙凝胶球的制备方法，其中，该方法还包含后处理步骤，该后处理步骤包含：
步骤3.1，将所述的复合凝胶球的表面用去离子水冲洗后放入-22℃的低温冰箱中冷冻12~24小时。
上述的用于重金属污水处理的多孔海藻酸钙凝胶球的制备方法，其中，该后处理步骤还包含：
步骤3.2，将经步骤3.1冷冻后的复合凝胶球放入真空冷冻干燥机中，于-60℃、真空度15Pa下冷冻干燥2~12小时，制得多孔海藻酸钙复合凝胶球。
本发明通过改变表面活性剂达到调控多孔海藻酸钙复合凝胶球孔径的目的，孔径范围20μm-160μm。通过孔径的调节，改变多孔海藻酸钙复合凝胶球的比表面积，从而改善其对重金属离子的吸附效果，适用于重金属污水治理。而且，由于不同孔径的海藻酸钙复合凝胶球对不同粒度和溶解性的药物具有不同的缓释效果，可用于有目的地控制药物在人体内的释放部位和释放速度;不同孔径的海藻酸钙复合凝胶球也可以识别不同种类的单细胞微生物、有目的地进行包埋，并可增加细胞与环境体系的接触，提高生物处理的效率。本发明中所使用的原材料均为生物相容性物质，有望在医药行业和生物工程等领域得到应用。