申请日2018.07.02
公开(公告)日2019.01.18
IPC分类号C02F1/00; C02F1/28; C02F1/50; C08J3/075; C08L29/04; C08L33/02; C08L97/00; C02F101/20; C02F101/16
摘要
本发明公开了一种污水处理用水凝胶材料及其制备方法，制备的污水处理用水凝胶材料对污水中的金属粒子、氨氮等具有良好的去除效果，并且其杀菌效果显著，成本低，无污染，绿色环保。将腐殖酸经过活化后，其吸附效果和吸附量增大，协同水凝胶，提高了其对污水中污染物的吸附效率;接着利用聚丙烯酸和硅烷偶联剂对腐殖酸进行改性，使其可以与水凝胶基底形成网络穿插结构，所得水凝胶材料力学性能较好，且在水凝胶基底中的分布比较均匀;利用金银花、芦荟提取物加入到水凝胶制备中，粘稠状的提取物可以增强水凝胶的力学性能，同时赋予所得材料良好的抗菌、杀菌效果。
权利要求书
1.一种污水处理用水凝胶材料，其特征在于，由以下重量份的原料制成：
腐殖酸5-15，硅烷偶联剂乙醇溶液50-70，聚丙烯酸2-3，金银花5-8，芦荟10-15，聚乙烯醇40-50，碳酸氢钠3-5，亚甲基双丙烯酰胺5-10;
所述硅烷偶联剂乙醇溶液质量浓度为10-20%。
2.根据权利要求1所述的一种污水处理用水凝胶材料，其特征在于，其制备方法包括以下步骤：
(1)将腐殖酸放入100-150℃的真空干燥箱中，干燥10-20h，然后加入到其体积10-50倍的硅烷偶联剂乙醇溶液中，进行超声分散，处理40-50min，然后加入聚丙烯酸，升温至50-60℃，在600-800rpm的转速下搅拌反应4-5h，过滤，将所得物放入到鼓风干燥箱中，90-100℃下干燥20-25h;
(2)将金银花、芦荟冲洗干净后切碎，放入其质量5-10倍的蒸馏水，加热煎煮，并不断搅拌，处理30-50min，直到溶液粘稠，然后过滤除去不溶物，向所得物中加入聚乙烯醇、步骤(1)所得物，并加入其质量10-30倍的蒸馏水，加热温度至80-90℃，在500-700rpm转速下搅拌反应2-3h;
(3)将步骤(2)所得物中加入碳酸氢钠、亚甲基双丙烯酰胺，300-400rpm的搅拌速度下，加热温度至50-60℃，搅拌40-60min后，注入到模具中，放于30-40℃下发泡固化5-10h，然后利用蒸馏水洗涤3-5次即可。
3.根据权利要求2所述的一种污水处理用水凝胶材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述腐殖酸在使用前经过活化处理：将腐殖酸加入到管式炉中，通入氮气保护，在350-450℃下焙烧1-2h，然后用3-5%的氢氧化钠溶液浸泡2-3h，过滤并洗涤至中性。
4.根据权利要求2所述的一种污水处理用水凝胶材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述超声处理条件为80-100Hz，1000-1500W。
说明书
一种污水处理用水凝胶材料及其制备方法
技术领域
本发明属于污水处理技术领域，具体涉及一种污水处理用水凝胶材料及其制备方法。
背景技术
水凝胶是一种高分子网络体系，性质柔软，能保持一定的形状，能吸收大量的水。将水凝胶进行处理后可广泛应用于饮品、食品、酿造、制药、化学化工、污水处理、环境保护等行业的澄清净化、固液分离、过滤回收等生产过程中。
目前，利用水凝胶对污水进行处理，还存在着对污水中金属粒子、氨氮去除效果较差，并且杀菌效果欠缺的问题。
发明内容
针对上述问题，本发明旨在提供一种污水处理效果好，并且具有良好杀菌效果的污水处理用水凝胶材料及其制备方法。
本发明通过以下技术方案实现：
一种污水处理用水凝胶材料，由以下重量份的原料制成：
腐殖酸5-15，硅烷偶联剂乙醇溶液50-70，聚丙烯酸2-3，金银花5-8，芦荟10-15，聚乙烯醇40-50，碳酸氢钠3-5，亚甲基双丙烯酰胺5-10;
所述硅烷偶联剂乙醇溶液质量浓度为10-20%。
进一步的，其制备方法包括以下步骤：
(1)将腐殖酸放入100-150℃的真空干燥箱中，干燥10-20h，然后加入到其体积10-50倍的硅烷偶联剂乙醇溶液中，进行超声分散，处理40-50min，然后加入聚丙烯酸，升温至50-60℃，在600-800rpm的转速下搅拌反应4-5h，过滤，将所得物放入到鼓风干燥箱中，90-100℃下干燥20-25h;
(2)将金银花、芦荟冲洗干净后切碎，放入其质量5-10倍的蒸馏水，加热煎煮，并不断搅拌，处理30-50min，直到溶液粘稠，然后过滤除去不溶物，向所得物中加入聚乙烯醇、步骤(1)所得物，并加入其质量10-30倍的蒸馏水，加热温度至80-90℃，在500-700rpm转速下搅拌反应2-3h;
(3)将步骤(2)所得物中加入碳酸氢钠、亚甲基双丙烯酰胺，300-400rpm的搅拌速度下，加热温度至50-60℃，搅拌40-60min后，注入到模具中，放于30-40℃下发泡固化5-10h，然后利用蒸馏水洗涤3-5次即可。
进一步的，步骤(1)所述腐殖酸在使用前经过活化处理：将腐殖酸加入到管式炉中，通入氮气保护，在350-450℃下焙烧1-2h，然后用3-5%的氢氧化钠溶液浸泡2-3h，过滤并洗涤至中性。
进一步的，步骤(1)所述超声处理条件为80-100Hz，1000-1500W。
本发明的有益效果：本发明制备的污水处理用水凝胶材料对污水中的金属粒子、氨氮等具有良好的去除效果，并且其杀菌效果显著，成本低，无污染，绿色环保。将腐殖酸经过活化后，其吸附效果和吸附量增大，协同水凝胶，提高了其对污水中污染物的吸附效率;接着利用聚丙烯酸和硅烷偶联剂对腐殖酸进行改性，使其可以与水凝胶基底形成网络穿插结构，所得水凝胶材料力学性能较好，且在水凝胶基底中的分布比较均匀;利用金银花、芦荟提取物加入到水凝胶制备中，粘稠状的提取物可以增强水凝胶的力学性能，同时赋予所得材料良好的抗菌、杀菌效果。