CN103623787A - 丙烯酸/聚乙烯吡咯烷酮/坡缕石复合吸附材料的制备 - Google Patents
丙烯酸/聚乙烯吡咯烷酮/坡缕石复合吸附材料的制备 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103623787A CN103623787A CN201310569169.4A CN201310569169A CN103623787A CN 103623787 A CN103623787 A CN 103623787A CN 201310569169 A CN201310569169 A CN 201310569169A CN 103623787 A CN103623787 A CN 103623787A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- acrylic acid
- polyvinylpyrrolidone
- palygorskite
- adsorbing material
- preparation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 229910052625 palygorskite Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 83
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 50
- 229920000036 polyvinylpyrrolidone Polymers 0.000 title claims abstract description 50
- 239000001267 polyvinylpyrrolidone Substances 0.000 title claims abstract description 50
- 235000013855 polyvinylpyrrolidone Nutrition 0.000 title claims abstract description 50
- SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 2-(2-methoxy-5-methylphenyl)ethanamine Chemical compound COC1=CC=C(C)C=C1CCN SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 48
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 2-Propenoic acid Natural products OC(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 48
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 43
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 29
- 239000004927 clay Substances 0.000 claims abstract description 19
- 239000003431 cross linking reagent Substances 0.000 claims abstract description 7
- USHAGKDGDHPEEY-UHFFFAOYSA-L potassium persulfate Chemical compound [K+].[K+].[O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O USHAGKDGDHPEEY-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 7
- ZIUHHBKFKCYYJD-UHFFFAOYSA-N n,n'-methylenebisacrylamide Chemical compound C=CC(=O)NCNC(=O)C=C ZIUHHBKFKCYYJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 238000010526 radical polymerization reaction Methods 0.000 claims abstract description 4
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 4
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 24
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 16
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 15
- 238000013019 agitation Methods 0.000 claims description 14
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 claims description 8
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 235000019394 potassium persulphate Nutrition 0.000 claims description 8
- 238000010792 warming Methods 0.000 claims description 8
- 238000005469 granulation Methods 0.000 claims description 7
- 230000003179 granulation Effects 0.000 claims description 7
- 239000003999 initiator Substances 0.000 claims description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 3
- RBTBFTRPCNLSDE-UHFFFAOYSA-N 3,7-bis(dimethylamino)phenothiazin-5-ium Chemical compound C1=CC(N(C)C)=CC2=[S+]C3=CC(N(C)C)=CC=C3N=C21 RBTBFTRPCNLSDE-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 30
- 229960000907 methylthioninium chloride Drugs 0.000 abstract description 30
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 10
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 abstract description 10
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 abstract description 8
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 abstract description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 abstract description 2
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 abstract 3
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 15
- 230000009514 concussion Effects 0.000 description 14
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 13
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 13
- 238000010298 pulverizing process Methods 0.000 description 13
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 13
- 239000000047 product Substances 0.000 description 12
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 description 8
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 7
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 7
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 description 7
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 6
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 6
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 6
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 6
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 6
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 6
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 5
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 3
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- GAAKALASJNGQKD-UHFFFAOYSA-N LY-165163 Chemical compound C1=CC(N)=CC=C1CCN1CCN(C=2C=C(C=CC=2)C(F)(F)F)CC1 GAAKALASJNGQKD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910018557 Si O Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 2
- 238000004043 dyeing Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 2
- 238000005562 fading Methods 0.000 description 2
- 239000012847 fine chemical Substances 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 2
- LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N silicon monoxide Inorganic materials [Si-]#[O+] LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 238000005033 Fourier transform infrared spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 1
- 238000006065 biodegradation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 239000002537 cosmetic Substances 0.000 description 1
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 1
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 1
- 230000008014 freezing Effects 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002329 infrared spectrum Methods 0.000 description 1
- 239000000976 ink Substances 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 239000004753 textile Substances 0.000 description 1
- 239000002562 thickening agent Substances 0.000 description 1
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 1
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 229920003169 water-soluble polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 1
Images
Abstract
本发明提供了一种丙烯酸/聚乙烯吡咯烷酮/坡缕石黏土复合吸附材料的制备方法，是以丙烯酸、聚乙烯吡咯烷酮及坡缕石黏土为原料，以N,N'-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂，过硫酸钾为引发剂，通过自由基聚合得到具有网络互穿结构的复合材料。由于引入了聚乙烯吡咯烷酮和坡缕石黏土，通过坡缕石黏土表面的特殊结构调节聚合物的网络立体结构，增加复合材料的空间三维网状结构的吸附位点，增大了聚合物的分子间隙聚，从而提高了聚合体对阳离子染料的吸附性能。实验表明，本发明制备的复合吸附材料对阳离子染料亚甲基蓝的吸附量为1700mg/g～1980mg/g、去除率为85%～99%。
Description
技术领域
本发明属于精细化工领域，涉及一种复合吸附材料的制备，尤其涉及一种丙烯酸/聚乙烯吡咯烷酮/坡缕石黏土复合吸附材料的制备。
背景技术
染料用水由于色度高、毒性大、生物降解和脱色困难，从而对水体环境造成了严重污染，因此印染废水的处理一直都是水处理方面的难点。目前，针对染料废水的处理方法主要有膜过滤法，沉淀法，凝固法，电化学法，离子交换法，化学氧化及吸附法，其中吸附法由于不引入新的污染物，操作简便易行，能耗较低，且能从废水中富集分离污染物等特点而被广泛应用到废水的吸附处理中。
复合吸附材料是一类具有复杂结构、特殊吸附位点、优良吸附性能的污水处理剂。具有经济环保、吸附效率高的优点，有广泛的应用前景。坡缕石黏土由于其特殊的结构和良好的吸附性能，已被广泛的应用到复合吸附材料的制备中。由于坡缕石黏土与不同基质的材料制备的复合材料具有完全不同的吸附性能。
聚乙烯吡咯烷酮(PVP)是总要的水溶性高分子精细化学品，由于它具有优异的溶解性、成膜性、分散稳定性、生理相容性等优点，已被广泛地应用与医药卫生、日用化工、办公用品、纺织印染工业等重要领域。交联PVP对于固体粒子具有良好的吸附能力，在不同的分散体系中，不同交联程度的交联PVP可以作为分散剂、增稠剂、和絮凝剂，在油墨、药物、化妆品等领域有着重要的用途。随着对于交联PVP的研究不断深入，我们发现，PVP对废水中染料分子体现出很强的过滤和吸附性能，因此，以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为基质应用于复合吸附材料的制备，在染料废水的吸附处理中具有很好效果。
发明内容
本发明的目的是提供一种丙烯酸/聚乙烯吡咯烷酮/坡缕石黏土复合吸附材料的制备。
一、丙烯酸/聚乙烯吡咯烷酮/坡缕石黏土复合吸附材料的制备
本发明丙烯酸/聚乙烯吡咯烷酮/坡缕石黏土复合吸附材料的制备，是以丙烯酸（AA）、聚乙烯吡咯烷酮（PVP）及坡缕石黏土（PGS）为原料，以N,N'-亚甲基双丙烯酰胺（MBA）为交联剂，过硫酸钾（KSP）为引发剂，通过自由基聚合而得。具体制备工艺如下：将丙烯酸在搅拌下分散到水中，用NaOH调节中和度至40～90%，加入酸化坡缕石黏土并搅拌分散均匀；再加入聚乙烯吡咯烷酮和交联剂N,N'-亚甲基双丙烯酰胺，搅拌均匀，然后升温至40～60 ℃；氮气保护，加入引发剂过硫酸钾，于60～90 ℃下反应2～5h；聚合产物剪碎后用无水乙醇洗涤，于50～95 ℃下烘干，粉碎至80～240目，过筛，既得丙烯酸/聚乙烯吡咯烷酮/坡缕石黏土复合吸附材料PAA/PVP/PGS。其合成路线如图3所示。
原料坡缕石黏土采用经过酸化处理的改性坡缕石黏土。坡缕石黏土的改性方法：将坡缕石黏土充分分散于水中，静置一段时间后，倾倒上层清液和底层沙层，将中间层泥浆悬浮液洗涤三次后，烘干，粉碎，然后用1 M盐酸酸化水洗至中性，再次经过干燥、粉碎，过200目筛，得到酸化改性的坡缕石黏土。
丙烯酸与坡缕石黏土的质量比为 1:5～1:1。
丙烯酸与聚乙烯吡咯烷酮的质量比为6:1～1:1。
丙烯酸与交联剂N,N'-亚甲基双丙烯酰胺的质量比为 60:1～10:1。。
丙烯酸与引发剂过硫酸钾质量比为 360:1～70:1。
二、丙烯酸/聚乙烯吡咯烷酮/坡缕石黏土复合吸附材料结构表征
1、红外光谱分析（FT-IR）
图1分别为本发明复合材PAPP和PGS的红外光谱图。图中，3548cm-1，3416cm-1，3615cm-1为坡缕石表面羟基的伸缩振动，2934 cm-1为C-H键的不对称伸缩振动峰，相对应的517cm-1和470cm-1，1029cm-1左右为Si-O键的伸缩振动。这些Si-O振动的逐渐消失可能是由于它们在总体的相对含量在改性过程中减少的原因。图中另一个显著的变化是-OH峰的逐渐消失，这可能是由于复合吸附剂和坡缕石黏土的表面羟基之间形成氢键的原因。红外光谱分析结果表明聚合物和黏土之间形成了作用力。
2、扫描电镜分析（SEM）
图2为坡缕石黏土原土RPGS（A）、改性坡缕石黏土PGS（B）、本发明复合材料PAPP（C）的扫描电镜图。从图A可以看出，坡缕石黏土成棒状和片状的无定形聚集态，并且大量的棒状和片状叠压在一起。从图B可以看出，经过酸化获得的坡缕石黏土表面间隙明显增大，表面松散，有丰富的比表面积，而经过改性的坡缕石黏土表面变得平整，聚合链沉积在坡缕石的表面和间隙之间，呈无定形态，这主要是由于黏土的加入减小了聚合物形成过程中的结晶度，使得各个离子呈均相分散。而且有机官能团和坡缕石黏土的表面羟基之间形成相互作用力，通过聚合反应，聚合过程中聚合支链的包覆使黏土表面平整光滑。扫描电镜分析结果表明，无机黏土的加入不仅降低了制备成本，而且在一定程度上调节了聚合反应的聚合度，从而减小了聚合产物上吸附位点之间的相互影响，从而提高了吸附性能。
三、丙烯酸/聚乙烯吡咯烷酮/坡缕石黏土复合吸附材料的性能
通过下列实验来说明本发明制备的复合吸附材料对染料分子的吸附性能：选用100 mL，200 mg/L的亚甲基蓝做模拟溶液，加入的本发明制备的吸附材料0.01 g，温度为25℃，震荡时间为2h，震荡速率为160rpm，静置5min，测定溶液中亚甲基蓝的含量，并计算吸附剂对亚甲基蓝的吸附量。实验结果表明，本发明复合吸附材料对亚甲基蓝的吸附量为1700～1980 mg/g，去除率为85～99%。
综上所述，本发明以丙烯酸、聚乙烯吡咯烷酮及坡缕石黏土为聚合单体，通过自由基聚合为网络互穿结构的复合材料。由于引入了聚乙烯吡咯烷酮和坡缕石黏土，通过坡缕石黏土表面的特殊结构调节聚合物的网络立体结构，增加复合材料的空间三维网状结构的吸附位点，增大了聚合物的分子间隙聚，从而提高了聚合体对阳离子染料的吸附性能。
附图说明
图1为本发明复合材料和改性坡缕石黏土的红外光谱图；
图2 为坡缕石黏土原土（A）、改性坡缕石黏土（B）、本发明复合材料（C）的扫描电镜图；
图3为本发明丙烯酸/聚乙烯吡咯烷酮/坡缕石黏土复合吸附材料的合成路线图。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明复合吸附材料的制备和性能作进一步说明。
实施例1
（1）坡缕石黏土的改性：取161g的坡缕石黏土原矿加入1000 mL烧杯中，加水至600 mL，机械搅拌(1000 rpm)8h，悬浮液用水稀释，静置一段时间后，倾倒上层清液和底层沙层，将中间层泥浆悬浮液洗涤三次后，烘干，粉碎，用1 M盐酸酸化水洗至中性，再经过干燥和粉碎，过200目筛，得到酸化的改性坡缕石黏土(PGS)，备用。
（2）丙烯酸/聚乙烯吡咯烷酮/坡缕石黏土复合吸附材料的制备：称取7.2g AA，20 mL蒸馏水，加入三颈烧瓶中，在室温下用机械搅拌半小时后，在反应混合物中加入 1.6 g NaOH调节中和度至40%，并搅拌30 min，加入7.2g改性PGS，继续搅拌10 min，然后加入7.2g PVP和0.72g MBA，升温至40 ℃，氮气保护30 min；加入0.1g KPS，于60 ℃下反应2 h。产物造粒后用无水乙醇洗涤三次，并在50 ℃干燥至恒重，产物经过粉碎、研磨，过80目筛，干燥储备。
（3）吸附性能测定：选用100 mL，200 mg/L的亚甲基蓝作模拟溶液，加入复合吸附材料0.01 g，温度为25 ℃，震荡时间为2h，震荡速率为160rpm，静置5min，测定溶液中亚甲基蓝的含量，并计算吸附剂对亚甲基蓝的吸附量。测定结果为：对亚甲基蓝的吸附量为1980 mg/g，去除率为99%。
实施例2
（1）坡缕石黏土的改性：取161g的坡缕石黏土原矿加入1000 mL烧杯中，加水至600 mL，机械搅拌(1000 rpm)8h，悬浮液用水稀释，静置一段时间后，倾倒上层清液和底层沙层，将中间层泥浆悬浮液洗涤三次后，烘干，粉碎，用1 M盐酸酸化水洗至中性，再经过干燥和粉碎，过200目筛，得到酸化的改性坡缕石黏土(PGS)，备用。
（2）丙烯酸/聚乙烯吡咯烷酮/坡缕石黏土复合吸附材料的制备：称取7.2g AA，20 mL蒸馏水，加入三颈烧瓶中，在室温下用机械搅拌半小时后，在反应混合物中加入 3.6g NaOH调节中和度至90%，并搅拌30 min，加入36g改性PGS，继续搅拌10 min，然后加入1.2g PVP和0.12g MBA，升温至60 ℃，氮气保护30 min；加入0.02g KPS，于90 ℃下反应5 h。产物造粒后用无水乙醇洗涤三次，并在95℃干燥至恒重，产物经过粉碎、研磨，过240目筛，干燥储备。
（3）吸附性能测定：选用100 mL，200 mg/L的亚甲基蓝作模拟溶液，加入复合吸附材料0.01 g，温度为25 ℃，震荡时间为2h，震荡速率为160rpm，静置5min，测定溶液中亚甲基蓝的含量，并计算吸附剂对亚甲基蓝的吸附量。测定结果为：对亚甲基蓝的吸附量为1700mg/g，去除率为85%。
实施例3
（1）坡缕石黏土的改性：取161g的坡缕石黏土原矿加入1000 mL烧杯中，加水至600 mL，机械搅拌(1000 rpm)8h，悬浮液用水稀释，静置一段时间后，倾倒上层清液和底层沙层，将中间层泥浆悬浮液洗涤三次后，烘干，粉碎，用1 M盐酸酸化水洗至中性，再经过干燥和粉碎，过200目筛，得到酸化的改性坡缕石黏土(PGS)，备用。
（2）丙烯酸/聚乙烯吡咯烷酮/坡缕石黏土复合吸附材料的制备：称取7.2g AA，20 mL蒸馏水，加入三颈烧瓶中，在室温下用机械搅拌半小时后，在反应混合物中加入 2.4g NaOH调节中和度至60%，并搅拌30 min，加入12.0g改性PGS，继续搅拌10 min，然后加入2.4g PVP和0.36g MBA，升温至50 ℃，氮气保护30 min；加入0.04g KPS，于80 ℃下反应3 h。产物造粒后用无水乙醇洗涤三次，并在75 ℃干燥至恒重，产物经过粉碎、研磨，过120目筛，干燥储备。
（3）吸附性能测定：选用100 mL，200 mg/L的亚甲基蓝作模拟溶液，加入复合吸附材料0.01 g，温度为25 ℃，震荡时间为2h，震荡速率为160rpm，静置5min，测定溶液中亚甲基蓝的含量，并计算吸附剂对亚甲基蓝的吸附量。测定结果为：对亚甲基蓝的吸附量为1852 mg/g，去除率为92.6%。
实施例4
（1）坡缕石黏土的改性：取161g的坡缕石黏土原矿加入1000 mL烧杯中，加水至600 mL，机械搅拌(1000 rpm)8h，悬浮液用水稀释，静置一段时间后，倾倒上层清液和底层沙层，将中间层泥浆悬浮液洗涤三次后，烘干，粉碎，用1 M盐酸酸化水洗至中性，再经过干燥和粉碎，过200目筛，得到酸化的改性坡缕石黏土(PGS)，备用。
（2）丙烯酸/聚乙烯吡咯烷酮/坡缕石黏土复合吸附材料的制备：称取7.2g AA，20 mL蒸馏水，加入三颈烧瓶中，在室温下用机械搅拌半小时后，在反应混合物中加入 2.8g NaOH调节中和度至70%，并搅拌30 min，加入34.0g改性PGS，继续搅拌10 min，然后加入6.4 g PVP和0.54 g MBA，升温至55℃，氮气保护30 min；加入0.08 g KPS，于85 ℃下反应3 h。产物造粒后用无水乙醇洗涤三次，并在75 ℃干燥至恒重，产物经过粉碎、研磨，过200目筛，干燥储备。
（3）吸附性能测定：选用100 mL，200 mg/L的亚甲基蓝作模拟溶液，加入复合吸附材料0.01 g，温度为25 ℃，震荡时间为2h，震荡速率为160rpm，静置5min，测定溶液中亚甲基蓝的含量，并计算吸附剂对亚甲基蓝的吸附量。测定结果为：对亚甲基蓝的吸附量为1910 mg/g，去除率为95.5%。
实施例5
（1）坡缕石黏土的改性：取161g的坡缕石黏土原矿加入1000 mL烧杯中，加水至600 mL，机械搅拌(1000 rpm)8h，悬浮液用水稀释，静置一段时间后，倾倒上层清液和底层沙层，将中间层泥浆悬浮液洗涤三次后，烘干，粉碎，用1 M盐酸酸化水洗至中性，再经过干燥和粉碎，过200目筛，得到酸化的改性坡缕石黏土(PGS)，备用。
（2）丙烯酸/聚乙烯吡咯烷酮/坡缕石黏土复合吸附材料的制备：称取7.2g AA，20 mL蒸馏水，加入三颈烧瓶中，在室温下用机械搅拌半小时后，在反应混合物中加入 3.2g NaOH调节中和度至80%，并搅拌30 min，加入19.0g改性PGS，继续搅拌10 min，然后加入5.7g PVP和0.51 g MBA，升温至50 ℃，氮气保护30 min；加入0.07g KPS，于80 ℃下反应3 h。产物造粒后用无水乙醇洗涤三次，并在75 ℃干燥至恒重，产物经过粉碎、研磨，过180目筛，干燥储备。
（3）吸附性能测定：选用100 mL，200 mg/L的亚甲基蓝作模拟溶液，加入复合吸附材料0.01 g，温度为25 ℃，震荡时间为2h，震荡速率为160rpm，静置5min，测定溶液中亚甲基蓝的含量，并计算吸附剂对亚甲基蓝的吸附量。测定结果为：对亚甲基蓝的吸附量为1970 mg/g，去除率为98.5%。
实施例6
（1）坡缕石黏土的改性：取161g的坡缕石黏土原矿加入1000 mL烧杯中，加水至600 mL，机械搅拌(1000 rpm)8h，悬浮液用水稀释，静置一段时间后，倾倒上层清液和底层沙层，将中间层泥浆悬浮液洗涤三次后，烘干，粉碎，用1 M盐酸酸化水洗至中性，再经过干燥和粉碎，过200目筛，得到酸化的改性坡缕石黏土(PGS)，备用。
（2）丙烯酸/聚乙烯吡咯烷酮/坡缕石黏土复合吸附材料的制备：称取7.2g AA，20 mL蒸馏水，加入三颈烧瓶中，在室温下用机械搅拌半小时后，在反应混合物中加入 3.6g NaOH调节中和度至90%，并搅拌30 min，加入19.0g改性PGS，继续搅拌10 min，然后加入5.9 g PVP和0.35 MBA，升温至50 ℃，氮气保护30 min；加入0.06g KPS，于80 ℃下反应3 h。产物造粒后用无水乙醇洗涤三次，并在65 ℃干燥至恒重，产物经过粉碎、研磨，过160目筛，干燥储备。
（3）吸附性能测定：选用100 mL，200 mg/L的亚甲基蓝作模拟溶液，加入复合吸附材料0.01 g，温度为25 ℃，震荡时间为2h，震荡速率为160rpm，静置5min，测定溶液中亚甲基蓝的含量，并计算吸附剂对亚甲基蓝的吸附量。测定结果为：对亚甲基蓝的吸附量为1795 mg/g，去除率为89.8 % 。
Claims (9)
1.一种丙烯酸/聚乙烯吡咯烷酮/坡缕石黏土复合吸附材料的制备方法，是以丙烯酸、聚乙烯吡咯烷酮及坡缕石黏土为原料，以N,N'-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂，过硫酸钾为引发剂，通过自由基聚合而得。
2.如权利要求1所述丙烯酸/聚乙烯吡咯烷酮/坡缕石黏土复合吸附材料的制备方法，其特征在于：将丙烯酸在搅拌下分散到水中，用NaOH调节中和度至40～90%，加入坡缕石黏土并搅拌分散均匀；再加入聚乙烯吡咯烷酮和交联剂N,N'-亚甲基双丙烯酰胺，搅拌均匀，然后升温至40～60 ℃；氮气保护，加入引发剂过硫酸钾，于60～90 ℃下反应2～5 h；聚合产物造粒后用无水乙醇洗涤，干燥，粉碎，过筛，即得丙烯酸/聚乙烯吡咯烷酮/坡缕石黏土复合吸附材料。
3.如权利要求1或2所述丙烯酸/聚乙烯吡咯烷酮/坡缕石黏土复合吸附材料的制备方法，其特征在于：所述坡缕石黏土为经过酸化处理的改性坡缕石黏土。
4.如权利要求1或2所述丙烯酸/聚乙烯吡咯烷酮/坡缕石黏土复合吸附材料的制备方法，其特征在于：丙烯酸与坡缕石黏土的质量比为1:5～1:1。
5.如权利要求1或2所述丙烯酸/聚乙烯吡咯烷酮/坡缕石黏土复合吸附材料的制备方法，其特征在于：丙烯酸与聚乙烯吡咯烷酮的质量比为 6:1～1:1。
6.如权利要求1或2所述丙烯酸/聚乙烯吡咯烷酮/坡缕石黏土复合吸附材料的制备方法，其特征在于：丙烯酸与交联剂N,N'-亚甲基双丙烯酰胺的质量比为 60:1～10:1。
7.如权利要求1或2所述丙烯酸/聚乙烯吡咯烷酮/坡缕石黏土复合吸附材料的制备方法，其特征在于：丙烯酸与引发剂过硫酸钾质量比为 360:1～70:1。
8.如权利要求1或2所述丙烯酸/聚乙烯吡咯烷酮/坡缕石黏土复合吸附材料的制备方法，其特征在于：所述干燥是在50～95 ℃下进行烘干。
9.如权利要求1或2所述丙烯酸/聚乙烯吡咯烷酮/坡缕石黏土复合吸附材料的制备方法，其特征在于：所述聚合产物干燥后粉碎至80～240目。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201310569169.4A CN103623787B (zh) | 2013-11-15 | 2013-11-15 | 丙烯酸/聚乙烯吡咯烷酮/坡缕石复合吸附材料的制备 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201310569169.4A CN103623787B (zh) | 2013-11-15 | 2013-11-15 | 丙烯酸/聚乙烯吡咯烷酮/坡缕石复合吸附材料的制备 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103623787A true CN103623787A (zh) | 2014-03-12 |
| CN103623787B CN103623787B (zh) | 2016-08-24 |
Family
ID=50205451
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201310569169.4A Expired - Fee Related CN103623787B (zh) | 2013-11-15 | 2013-11-15 | 丙烯酸/聚乙烯吡咯烷酮/坡缕石复合吸附材料的制备 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN103623787B (zh) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103922434A (zh) * | 2014-04-10 | 2014-07-16 | 北京工业大学 | 一种天然多孔基材的吸附-絮凝剂制备方法 |
| CN104119614A (zh) * | 2014-08-12 | 2014-10-29 | 西北师范大学 | 羟基锡酸锌-坡缕石-三聚硫氰酸复合抑烟阻燃剂的制备和应用 |
| CN104437433A (zh) * | 2014-11-28 | 2015-03-25 | 西北师范大学 | 一种甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵基阴离子染料吸附剂的制备方法 |
| CN106396068A (zh) * | 2016-07-04 | 2017-02-15 | 内蒙古森奇科技有限公司 | 聚合金属基乙烯吡咯烷酮离子液体接枝凹凸棒复合絮凝剂的制备方法及其应用 |
| CN106732423A (zh) * | 2016-12-28 | 2017-05-31 | 西北师范大学 | 一种羟乙基纤维素/凹凸棒/腐殖酸钠复合水凝胶的制备及应用 |
| CN107570126A (zh) * | 2017-10-19 | 2018-01-12 | 大连理工大学 | 一种净水节水多功能材料的制备与使用方法 |
| CN108479728A (zh) * | 2018-03-21 | 2018-09-04 | 浙江理工大学 | 一种基于生石灰废渣的复合干燥剂及其制备方法 |
| CN113134346A (zh) * | 2020-01-20 | 2021-07-20 | 中国地质大学（北京） | 具有网格结构的膨润土/聚合物吸附颗粒及其制备方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6610781B1 (en) * | 1999-05-26 | 2003-08-26 | Alberta Research Council Inc. | Reinforced networked polymer/clay alloy composite |
| CN101455955A (zh) * | 2007-12-13 | 2009-06-17 | 中国科学院兰州化学物理研究所 | 黏土基复合吸附剂及其制备方法 |
| CN101992068A (zh) * | 2009-08-09 | 2011-03-30 | 中国科学院兰州化学物理研究所 | 一种氮磷吸附剂 |
| CN103289017A (zh) * | 2013-06-26 | 2013-09-11 | 西北师范大学 | 一种多功能黏土基固沙剂的制备方法 |
-
2013
- 2013-11-15 CN CN201310569169.4A patent/CN103623787B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6610781B1 (en) * | 1999-05-26 | 2003-08-26 | Alberta Research Council Inc. | Reinforced networked polymer/clay alloy composite |
| CN101455955A (zh) * | 2007-12-13 | 2009-06-17 | 中国科学院兰州化学物理研究所 | 黏土基复合吸附剂及其制备方法 |
| CN101992068A (zh) * | 2009-08-09 | 2011-03-30 | 中国科学院兰州化学物理研究所 | 一种氮磷吸附剂 |
| CN103289017A (zh) * | 2013-06-26 | 2013-09-11 | 西北师范大学 | 一种多功能黏土基固沙剂的制备方法 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| AN LI ET AL.: "Studies on Poly(acrylic acid)/Attapulgite Superabsorbent Composite. I. Synthesis and Characterization", 《JOURNAL OF APPLIED POLYMER SCIENCE》 * |
| XUEPEI YUAN ET AL.: "Surface Grafting Modification of Fibrous Silicates with Polyvinylpyrrolidone and Its Application in Nanocomposites", 《JOURNAL OF APPLIED POLYMER SCIENCE》 * |
| XUEPEI YUAN ET AL.: "Surface Grafting Modification of Fibrous Silicates with Polyvinylpyrrolidone and Its Application in Nanocomposites", 《JOURNAL OF APPLIED POLYMER SCIENCE》, vol. 111, 9 October 2009 (2009-10-09) * |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103922434A (zh) * | 2014-04-10 | 2014-07-16 | 北京工业大学 | 一种天然多孔基材的吸附-絮凝剂制备方法 |
| CN104119614A (zh) * | 2014-08-12 | 2014-10-29 | 西北师范大学 | 羟基锡酸锌-坡缕石-三聚硫氰酸复合抑烟阻燃剂的制备和应用 |
| CN104437433A (zh) * | 2014-11-28 | 2015-03-25 | 西北师范大学 | 一种甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵基阴离子染料吸附剂的制备方法 |
| CN104437433B (zh) * | 2014-11-28 | 2017-06-06 | 西北师范大学 | 一种甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵基阴离子染料吸附剂的制备方法 |
| CN106396068B (zh) * | 2016-07-04 | 2019-06-11 | 内蒙古森奇科技有限公司 | 聚合金属基乙烯吡咯烷酮离子液体接枝凹凸棒复合絮凝剂的制备方法及其应用 |
| CN106396068A (zh) * | 2016-07-04 | 2017-02-15 | 内蒙古森奇科技有限公司 | 聚合金属基乙烯吡咯烷酮离子液体接枝凹凸棒复合絮凝剂的制备方法及其应用 |
| CN106732423B (zh) * | 2016-12-28 | 2019-10-01 | 西北师范大学 | 一种羟乙基纤维素/凹凸棒/腐殖酸钠复合水凝胶的制备及应用 |
| CN106732423A (zh) * | 2016-12-28 | 2017-05-31 | 西北师范大学 | 一种羟乙基纤维素/凹凸棒/腐殖酸钠复合水凝胶的制备及应用 |
| CN107570126A (zh) * | 2017-10-19 | 2018-01-12 | 大连理工大学 | 一种净水节水多功能材料的制备与使用方法 |
| CN108479728A (zh) * | 2018-03-21 | 2018-09-04 | 浙江理工大学 | 一种基于生石灰废渣的复合干燥剂及其制备方法 |
| CN108479728B (zh) * | 2018-03-21 | 2021-06-22 | 浙江理工大学 | 一种基于生石灰废渣的复合干燥剂及其制备方法 |
| CN113134346A (zh) * | 2020-01-20 | 2021-07-20 | 中国地质大学（北京） | 具有网格结构的膨润土/聚合物吸附颗粒及其制备方法 |
| CN113134346B (zh) * | 2020-01-20 | 2022-07-15 | 中国地质大学（北京） | 具有网格结构的膨润土/聚合物吸附颗粒及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN103623787B (zh) | 2016-08-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103623787A (zh) | 丙烯酸/聚乙烯吡咯烷酮/坡缕石复合吸附材料的制备 | |
| Zhang et al. | MXene/sodium alginate gel beads for adsorption of methylene blue | |
| Zhou et al. | Synthesis composite hydrogels from inorganic-organic hybrids based on leftover rice for environment-friendly controlled-release urea fertilizers | |
| Kong et al. | Dye removal by eco-friendly physically cross-linked double network polymer hydrogel beads and their functionalized composites | |
| Zhao et al. | Preparation of SA-g-(PAA-co-PDMC) polyampholytic superabsorbent polymer and its application to the anionic dye adsorption removal from effluents | |
| Mohamed et al. | Coupled adsorption-photocatalytic degradation of crystal violet under sunlight using chemically synthesized grafted sodium alginate/ZnO/graphene oxide composite | |
| Shen et al. | Enhanced adsorption of cationic and anionic dyes from aqueous solutions by polyacid doped polyaniline | |
| Wu et al. | Fabrication of carboxymethyl chitosan–hemicellulose resin for adsorptive removal of heavy metals from wastewater | |
| Li et al. | Synthesis, characterization and swelling behavior of superabsorbent wheat straw graft copolymers | |
| Zhu et al. | A simple approach to fabricate granular adsorbent for adsorption of rare elements | |
| Zheng et al. | Rapid and wide pH-independent ammonium-nitrogen removal using a composite hydrogel with three-dimensional networks | |
| CN101787101B (zh) | 一种高吸水性纳米树脂的制备方法 | |
| CN102631898B (zh) | 膨润土基共聚复合物的制备及作为吸附剂的应用 | |
| CN104558323B (zh) | 一种高水溶性纳米六方氮化硼及其聚合物复合水凝胶的制备方法 | |
| Zhang et al. | Production and flocculating performance of sludge bioflocculant from biological sludge | |
| Adair et al. | Superabsorbent materials derived from hydroxyethyl cellulose and bentonite: Preparation, characterization and swelling capacities | |
| CN104437433A (zh) | 一种甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵基阴离子染料吸附剂的制备方法 | |
| Wei et al. | Synergetic effects and flocculation behavior of anionic polyacrylamide and extracellular polymeric substrates extracted from Klebsiella sp. J1 on improving soluble cadmium removal | |
| Feng et al. | Better understanding the polymerization kinetics of ultrasonic-template method and new insight on sludge floc characteristics research | |
| CN102276772B (zh) | 一种淀粉与乙烯基单体接枝共聚的方法 | |
| CN105413660A (zh) | 一种基于纳米二氧化硅结构的高吸附重金属离子螯合剂及其制备方法 | |
| CN108341906A (zh) | 一种阳离子染料复合吸附材料的制备方法及应用 | |
| Makhado et al. | Xanthan gum-cl-poly (acrylic acid)/reduced graphene oxide hydrogel nanocomposite as adsorbent for dye removal | |
| Pal et al. | Amphiphilic copolymer derived from tamarind gum and poly (methyl methacrylate) via ATRP towards selective removal of toxic dyes | |
| CN106905496A (zh) | 一种黄土颗粒接枝共聚物吸附剂及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Zhang Zhe Inventor after: Wang Ting Inventor before: Zhang Zhe Inventor before: Wang Xiaoliang Inventor before: Yang Caixia Inventor before: Lei Lei Inventor before: Luo Xinsheng Inventor before: Zhou Pengxin Inventor before: Li Yulong Inventor before: Lei Ziqiang |
|
| CB03 | Change of inventor or designer information | ||
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20170612 Address after: 730070, 16, Lanzhou Economic Development Zone, Anning District, Gansu, Lanzhou Patentee after: Gansu Chuang Heng Environmental Protection Engineering Co.,Ltd. Address before: 730070 Anning Road, Anning District, Gansu, Lanzhou, China, No. 967 Co-patentee before: LANZHOU KANGHUA ENVIRONMENTAL PROTECTION TECHNOLOGY Co.,Ltd. Patentee before: Northwest Normal University |
|
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20181229 Address after: 214200 Gaoyong Village, Gaoyong Town, Yixing City, Wuxi City, Jiangsu Province Patentee after: Jiangsu Shangli Environmental Engineering Co.,Ltd. Address before: 730070 Lanzhou Economic Development Zone No. 16, Anning District, Lanzhou City, Gansu Province Patentee before: Gansu Chuang Heng Environmental Protection Engineering Co.,Ltd. |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20160824 Termination date: 20211115 |