CN109749115A

CN109749115A - 一种亲水性聚氨酯载体及其制备方法与应用

Info

Publication number: CN109749115A
Application number: CN201711060915.1A
Authority: CN
Inventors: 邱松; 李昕阳; 魏令勇; 杨芳芳
Original assignee: Sinopec Beijing Research Institute of Chemical Industry; China Petroleum and Chemical Corp
Current assignee: Sinopec Beijing Research Institute of Chemical Industry; China Petroleum and Chemical Corp
Priority date: 2017-11-02
Filing date: 2017-11-02
Publication date: 2019-05-14

Abstract

本发明涉及一种亲水性聚氨酯载体，包括聚氨酯载体，包覆于聚氨酯载体表面的膜状第一预聚物，以及与第一预聚物接枝的第二预聚物；其中，所述第二预聚物含有双键和亲水基团，所述第一预聚物含有氨基、羟基和苯环中的一种或几种基团。本发明还涉及一种亲水性聚氨酯载体的制备方法，可以显著提高聚氨酯载体的亲水性，有利于微生物在上面的吸附和固定，制备方法简便易行，成本低。

Description

一种亲水性聚氨酯载体及其制备方法与应用

技术领域

本发明属于载体表面修饰技术领域，具体涉及一种亲水性聚氨酯载体及其制备方法与应用。

背景技术

众所周知，微生物固定化技术与传统微生物技术相比，具有污水处理负荷高、效果好，抗冲击能力强，剩余污泥产生量低等优势，是近年来水处理领域研究的热点。

现有的专利“一种复合微生物固定化生物填料”(申请号201410840117.0)记载了一种复合微生物固定化生物填料，块状的聚氨酯泡沫通过挤压吸附包埋液吸附固载有复合微生物，发明中所用复合微生物经实际工程中应用、筛选、驯化，是一种高效、无二次污染的生物制剂，通过聚氨酯载体为微生物提供良好、安定的生存环境，有利于微生物的繁殖和附着。

目前，尽管聚氨酯作为微生物载体具有比表面积大，空隙率高，使用寿命长等特点，被应用于污水处理厂中作为微生物载体。但聚氨酯载体存在亲水性能较差，投加到污泥池中易漂浮等缺点，导致微生物挂膜时间长，且受到外力冲击微生物易脱落，增加了日常运行和维护的资金和人力成本，以上缺陷在一定程度上限制了其进一步应用。

因此，目前亟需研究开发一种亲水性聚氨酯载体及其制备方法，以克服现有技术的在应用过程中存在微生物挂膜慢，载体上浮等问题，以提供一种工业应用前景好的亲水性聚氨酯载体。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种亲水性聚氨酯载体及其制备方法与应用。采用第二预聚物与第一预聚物接枝的方法在聚氨酯载体表面引入亲水性基团，可以显著提高聚氨酯载体的亲水性，有利于微生物在上面的吸附和固定；还具有改性基团结合紧密、不易脱落等特点，且通过第一预聚物自聚成膜，在不影响载体力学性能的基础上接枝第二预聚物，确保了聚氨酯载体结构完整不受破坏。

为此，本发明第一方面提供了一种亲水性聚氨酯载体，包括聚氨酯载体，包覆于聚氨酯载体表面的膜状第一预聚物，以及与第一预聚物接枝的第二预聚物；其中，所述第二预聚物含有双键和亲水基团，所述第一预聚物含有氨基、羟基和苯环中的一种或几种基团。

在本发明的一些优选的实施方式中，所述第二预聚物中的亲水基团为羧基和/或磺基。

根据本发明，第二预聚物中含有亲水基团，具有良好的亲水性，可以很好的改善聚氨酯载体亲水性，载体不上浮，而且第二预聚物接枝后延长了第一预聚物膜的碳链长度，更有利于微生物的吸附和固定。本发明具有改性基团结合紧密、不易脱落等特点，且通过第一预聚物自聚成膜，在不影响载体力学性能的基础上接枝第二预聚物，确保了聚氨酯载体结构完整不受破坏。

在本发明的一个优选的实施方式中，所述第二预聚物为苯乙烯磺酸钠。

根据本发明，苯乙烯磺酸钠是含有双键及磺基官能团，有良好的反应活性和亲水性。

在本发明的一些优选的实施方式中，所述第一预聚物为聚多巴胺。

根据本发明，所述第一预聚物为多巴胺自聚形成的聚多巴胺膜，多巴胺学名为4-(2-氨基乙基)-1,2-苯二酚，在水溶液中，多巴胺的邻苯二酚基团很容易被氧化，形成含有氨基、羟基及苯环结构的聚多巴胺，具有良好的亲水性，为聚氨酯载体材料表面化学改性提供一种简单、快速且有效的方法。

根据本发明，多巴胺学名为4-(2-氨基乙基)-1,2-苯二酚，在水溶液中，多巴胺的邻苯二酚基团很容易被氧化，形成含有氨基、羟基及苯环结构的聚多巴胺，具有良好的亲水性，为材料表面化学改性提供一种简单、快速且有效的方法。

根据本发明，苯乙烯磺酸钠是含有双键及磺基官能团，应用于材料的表面改性时，具有良好的反应活性和亲水性。

根据本发明，通过采用多巴胺自聚与苯乙烯磺酸钠接枝共同作用的方法在聚氨酯载体表面引入亲水性的苯乙烯磺酸钠基团，明显的改善了聚氨酯载体的亲水性，不仅有利于微生物的吸附和固定，还具有改性基团结合紧密、不易脱落等特点，且通过多巴胺自聚成膜，在不影响载体力学性能的基础上接枝苯乙烯磺酸钠，确保了聚氨酯载体结构完整不受破坏；该载体还缩短了其表面及内部挂膜所需的时间。

本发明第二方面提供了一种根据本发明第一方面所述亲水性聚氨酯载体的制备方法，其包括：

步骤A：向由第一预聚物单体和缓冲液配制成的第一预聚物单体溶液中加入氧化剂，得到第一预聚物单体改性溶液，然后将聚氨酯载体放入所述第一预聚物单体改性溶液中浸泡，经洗涤、干燥后，制得表面包覆有膜状第一预聚物的聚氨酯载体；

步骤B：将表面包覆有膜状第一预聚物的聚氨酯载体置于引发剂溶液中浸泡后，经干燥得到亲水性聚氨酯载体前体；

步骤C：将所述亲水性聚氨酯载体前体浸入第二预聚物单体溶液中，光照辐射，第二预聚物单体与亲水性聚氨酯载体前体进行接枝反应后得到亲水性聚氨酯载体。

根据本发明方法，第二预聚物可以接枝在第一预聚物的活性氨基上，延长其分子链，从空间方面有助于污泥的捕获固定；且第二预聚物中的磺酸基为亲水性基团，亲水性方便有助于活性污泥的吸附。上述反应的具体反应式如式(Ⅰ)所示：

C₆H₃(OH)₂CH₂CH₂NH₂+nCH₂CHC₆H₄SO₃Na→C₆H₃(OH)₂CH₂CH₂NH[CH₂CHC₆H₄SO₃Na]_n，n≥1

式(Ⅰ)

在本发明的一些优选的实施方式中，第一预聚物单体改性溶液中第一预聚物单体与所述氧化剂的质量比为(0.1-10):1，优选为(1-10):1。

在本发明的一些优选的实施方式中，第一预聚物单体溶液的质量浓度为2-4mg/mL。

在本发明的一些优选的实施方式中，所述氧化剂为过硫酸铵或过硫酸钠。

在本发明的一些优选的实施方式中，所述缓冲液的摩尔浓度为9-10.5mmol/L。

在本发明的一些优选的实施方式中，所述缓冲液的摩尔浓度为9-10mmol/L。

在本发明的一些优选的实施方式中，所述缓冲液的pH为8-8.5。

在本发明的一些优选的实施方式中，所述缓冲液为Tris-HCl缓冲液。

在本发明的一些优选的实施方式中，步骤A中，所述浸泡的时间2-4h；和/或，用去离子水清洗干净，在烘箱中烘干。

在本发明的一些优选的实施方式中，在步骤B中，所述浸泡的时间为1-2h。

在本发明的一些优选的实施方式中，所述聚氨酯载体的形状选自正方体、球体、条形中的一种或多种。

在本发明的一些优选的实施方式中，所述聚氨酯载体为20-30mm的正方体。

在本发明的一些优选的实施方式中，所述第二预聚物单体溶液由第二预聚物单体和第一溶剂组成，并且所述第二预聚物单体溶液的浓度为10wt％-20wt％。

根据本发明方法，申请人发现，所述第二预聚物单体溶液的浓度低于10％，会导致第二预聚物接枝效果降低；所述第二预聚物单体溶液的浓度高于20％，第二预聚物接枝受扩散控制，单体间自聚较严重。

在本发明的一些优选的实施方式中，所述第二聚合物单体为苯乙烯磺酸钠。

在本发明的一些实施方式中，所述第一溶剂为甲醇的水溶液，优选甲醇和水的体积比为2：1。

在本发明的一些优选的实施方式中，步骤B中，所述引发剂溶液由光敏剂和第二溶剂组成，并且所述引发剂溶液的浓度为0.2-0.4mol/L。

在本发明的一些优选的实施方式中，所述光敏剂选自二苯甲酮、2，4-二羟基二苯甲酮和4-二甲基氨基苯甲酸乙酯中的一种或多种。

在本发明的一个优选的实施方式中，所述光敏剂为二苯甲酮。

在本发明的一些实施方式中，所述第二溶剂包括甲醇、乙醇、乙醚和氯仿中的一种或几种；更优选为甲醇。

在本发明的一些优选的实施方式中，步骤C中，所述光照辐射的时间为5-40min。

在本发明的一些优选的实施方式中，步骤C中，所述光照辐射的时间为10-30min。

在本发明的一些优选的实施方式中，步骤C中，所述光照辐射的强度为3-6mW/cm²。

在本发明的一些优选的实施方式中，所述光照辐射为紫外光照辐射。

本发明的申请人意外发现，本发明通过采用多巴胺自聚与苯乙烯磺酸钠接枝协同作用的方法在聚氨酯载体表面引入亲水性的苯乙烯磺酸钠基团，显著改善了聚氨酯载体的亲水性能，有利于微生物的吸附和固定，通过多巴胺自聚在聚氨酯表面覆盖聚多巴胺膜，再将苯乙烯磺酸钠接枝于聚多巴胺膜上，很好的改善了聚氨酯的表面亲水性，载体不上浮，且不会影响载体材料的本体性能；该方法制备的载体还缩短了其表面及内部挂膜所需的时间。本发明工艺简单，效果明显，人工和设备投资少，更加有利于实现在污水处理、生物领域和能源领域的工业化。

本发明第三方面提供了一种根据本发明第一方面所述的亲水性聚氨酯载体或根据本发明第二方面所述方法制备的亲水性聚氨酯载体在污水处理、生物领域和能源领域中的应用。

在本发明的一些优选的实施方式中，所述污水为城市污水或石油工业废水。

在本发明的一些优选的实施方式中，根据本发明第一方面所述的亲水性聚氨酯载体或根据本发明第二方面所述方法制备的亲水性聚氨酯载体在微生物固定化中的应用。

本发明技术方案的有益效果至少在于：

1)多巴胺通过自聚在聚氨酯载体表面形成聚多巴胺膜，具有网状结构，性质十分稳定，所含的活性羟基官能团有很好的反应活性，有利于后续苯乙烯磺酸钠的表面接枝，提高接枝效率；

2)苯乙烯磺酸钠以共价键的方式接枝到聚多巴胺膜表面，连接稳定，不宜脱落，使用周期长；苯乙烯磺酸钠中含有磺基，具有良好的亲水性，可以很好的改善聚氨酯载体亲水性，而且苯乙烯磺酸钠接枝后延长了聚多巴胺膜的碳链长度，更有利于微生物的吸附和固定；

3)本方法首先通过多巴胺自聚形成聚多巴胺膜覆盖于载体表面，然后在聚多巴胺膜表面接枝苯乙烯磺酸钠，无需对载体基质进行改变，没有破坏载体的力学结构，且普适性好，可以应用于不同材质的载体上，具有很好的工业应用前景；

4)本发明提供的方法还具有制备方法简单，制备条件易于控制以及生产成本低等优势。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。

图1为本发明一个具体实施方式提供的亲水性聚氨酯载体的制备方法的流程示意图；

图2为本发明一个具体实施方式提供的亲水性聚氨酯载体应用于微生物固定化的示意图。

附图标记说明：1-聚氨酯载体；2-第一预聚物；3-亲水性聚氨酯载体前体；4-第二预聚物；5-亲水性聚氨酯载体；6-微生物；7-挂膜聚氨酯载体。

具体实施方式

为使本发明更加容易理解，下面将结合附图和实施例来详细说明本发明，这些实施例仅起说明性作用，并不局限于本发明的应用范围。

在本发明中，聚氨酯载体购自宜兴市某海棉制品有限公司。

在本发明中，化工废水取自宁夏能源化工厂。

在本发明中，好氧池污泥取自北京市高碑店污水处理厂。

另外，

如无特殊说明，本发明所用试验方法均为本领域常规试验方法。

如无特殊说明，本发明所用仪器均为本领域常规仪器。

如无特殊说明，本发明所用材料、试剂均可通过商业途径获得。

图1为本发明一个具体实施方式提供的亲水性聚氨酯载体的制备方法的流程示意图；如图1所示包括：步骤A：向由第一预聚物单体和缓冲液配制成的第一预聚物单体溶液中加入氧化剂，得到第一预聚物单体改性溶液，然后将聚氨酯载体放入所述第一预聚物单体改性溶液中浸泡，经洗涤、干燥后，制得表面包覆有膜状第一预聚物的聚氨酯载体；步骤B：将表面包覆有膜状第一预聚物的聚氨酯载体置于引发剂溶液中浸泡后，经干燥得到亲水性聚氨酯载体前体；步骤C：将所述亲水性聚氨酯载体前体浸入第二预聚物单体溶液中，光照辐射，第二预聚物单体与亲水性聚氨酯载体前体进行接枝反应后得到亲水性聚氨酯载体。

图2为本发明一个具体实施方式提供的亲水性聚氨酯载体应用于微生物固定化的示意图；如图2所示包括：亲水性聚氨酯载体投入好氧或厌氧反应池中曝气数天，完成载体表面及内部的挂膜，微生物吸附固定在所述亲水性聚氨酯载体上，得到挂膜聚氨酯载体。

实施例

对比例1：

取未经改性的聚氨酯载体投入好氧反应池中进行生物脱氮实验，好氧池污泥浓度是3.2g/L，充分曝气状况下，需要9d可完成载体表面及内部的挂膜，取某COD为730mg/L、氨氮为115mg/L的化工废水作为进水，对COD的去除率为90％，氨氮的去除率为96％，出水COD为80mg/L，氨氮为10mg/L。固定生物量为0.04g/cm³(干污泥/聚氨酯载体体积)。

制备例1：

配制10mmol/L的Tris-HCl溶液，调节pH为8，加入多巴胺和过硫酸铵，浓度均为2mg/mL，将边长为20mm的聚氨酯立方体浸没于多巴胺溶液中，浸泡2h；浸泡结束，取出载体，用去离子水清洗干净烘干，完成聚氨酯载体亲水改性过程；配制0.2mol/L二苯甲酮的甲醇溶液，将烘干后的聚氨酯立方体浸没于二苯甲酮的甲醇溶液中，浸泡1h后取出晾干待用；干燥后的聚氨酯载体放入紫外光发生装置中，浸入10％的苯乙烯磺酸钠单体溶液中，紫外光辐射10min后取出，置于蒸馏水洗涤干净，即得到亲水改性的聚氨酯载体。

实施例1：

将制备例1制备的上述改性后的载体投入好氧反应池中进行生物脱氮实验，好氧池污泥浓度是3.2g/L，充分曝气状况下，只需要5d即可完成载体表面及内部的挂膜，取某COD为730mg/L、氨氮为115mg/L的化工废水作为进水，对COD的去除率可以达到94％以上，氨氮的去除率达到99％以上，出水COD低于60mg/L，氨氮低于2mg/L。苯乙烯磺酸钠接枝改性的聚氨酯载体和对比例1中未经改性的聚氨酯载体对比后发现，其固定生物量可以提高55％。

制备例2：

配制10mmol/L的Tris-HCl溶液，调节pH为8.5，加入多巴胺和过硫酸铵，浓度均为4mg/mL，将边长为30mm的聚氨酯立方体浸没于多巴胺溶液中，浸泡4h；浸泡结束，取出载体，用去离子水清洗干净烘干，完成聚氨酯载体亲水改性过程；配制0.4mol/L二苯甲酮的甲醇溶液，将烘干后的聚氨酯立方体浸没于二苯甲酮的甲醇溶液中，浸泡2h后取出晾干待用；干燥后的聚氨酯载体放入紫外光发生装置中，浸入20％的苯乙烯磺酸钠单体溶液中，紫外光辐射30min后取出，置于蒸馏水洗涤干净，即得到亲水改性的聚氨酯载体。

实施例2：

将制备例2制备的上述改性后的载体投入好氧反应池中进行生物脱氮实验，好氧池污泥浓度是3.6g/L，充分曝气状况下，只需要3d即可完成载体表面及内部的挂膜，取某COD为840mg/L、氨氮为153mg/L的化工废水作为进水，对COD的去除率可以达到95％以上，氨氮的去除率达到99％以上，出水COD低于60mg/L，氨氮低于2mg/L。苯乙烯磺酸钠接枝改性的聚氨酯载体和对比例1中未经改性的聚氨酯载体对比后发现，其固定生物量可以提高75％。

制备例3：

配制10mmol/L的Tris-HCl溶液，调节pH为8.3，加入多巴胺和过硫酸铵，浓度均为3mg/mL，将边长为25mm的聚氨酯立方体浸没于多巴胺溶液中，浸泡3h；浸泡结束，取出载体，用去离子水清洗干净烘干，完成聚氨酯载体亲水改性过程；配制0.3mol/L二苯甲酮的甲醇溶液，将烘干后的聚氨酯立方体浸没于二苯甲酮的甲醇溶液中，浸泡1.5h后取出晾干待用；干燥后的聚氨酯载体放入紫外光发生装置中，浸入15％的苯乙烯磺酸钠单体溶液中，紫外光辐射20min后取出，置于蒸馏水洗涤干净，即得到亲水改性的聚氨酯载体。

实施例3：

将制备例3制备的上述改性后的载体投入好氧反应池中进行生物脱氮实验，好氧池污泥浓度是3.5g/L，充分曝气状况下，只需要4d即可完成载体表面及内部的挂膜，取某COD为780mg/L、氨氮为135mg/L的化工废水作为进水，对COD的去除率可以达到95％以上，氨氮的去除率达到99％以上，出水COD低于60mg/L，氨氮低于2mg/L。苯乙烯磺酸钠接枝改性的聚氨酯载体和对比例1中未经改性的聚氨酯载体对比后发现，其固定生物量可以提高65％。

制备例4：

配制10mmol/L的Tris-HCl溶液，调节pH为8.2，加入多巴胺和过硫酸铵，浓度均为2.5mg/mL，将边长为23mm的聚氨酯立方体浸没于多巴胺溶液中，浸泡2.5h；浸泡结束，取出载体，用去离子水清洗干净烘干，完成聚氨酯载体亲水改性过程；配制0.25mol/L二苯甲酮的甲醇溶液，将烘干后的聚氨酯立方体浸没于二苯甲酮的甲醇溶液中，浸泡1.3h后取出晾干待用；干燥后的聚氨酯载体放入紫外光发生装置中，浸入13％的苯乙烯磺酸钠单体溶液中，紫外光辐射15min后取出，置于蒸馏水洗涤干净，即得到亲水改性的聚氨酯载体。

实施例4：

将制备例4制备的上述改性后的载体投入好氧反应池中进行生物脱氮实验，好氧池污泥浓度是3.4g/L，充分曝气状况下，只需要5d即可完成载体表面及内部的挂膜，取某COD为850mg/L、氨氮为164mg/L的化工废水作为进水，对COD的去除率可以达到94％以上，氨氮的去除率达到99％以上，出水COD低于60mg/L，氨氮低于2mg/L。苯乙烯磺酸钠接枝改性的聚氨酯载体和对比例1中未经改性的聚氨酯载体对比后发现，其固定生物量可以提高62％。

制备例5：

配制10mmol/L的Tris-HCl溶液，调节pH为8.4，加入多巴胺和过硫酸铵，浓度均为3.5mg/mL，将边长为28mm的聚氨酯立方体浸没于多巴胺溶液中，浸泡3.5h；浸泡结束，取出载体，用去离子水清洗干净烘干，完成聚氨酯载体亲水改性过程；配制0.35mol/L二苯甲酮的甲醇溶液，将烘干后的聚氨酯立方体浸没于二苯甲酮的甲醇溶液中，浸泡1.7h后取出晾干待用；干燥后的聚氨酯载体放入紫外光发生装置中，浸入17％的苯乙烯磺酸钠单体溶液中，紫外光辐射25min后取出，置于蒸馏水洗涤干净，即得到亲水改性的聚氨酯载体。

实施例5：

将制备例5制备的上述改性后的载体投入好氧反应池中进行生物脱氮实验，好氧池污泥浓度是3.3g/L，充分曝气状况下，只需要4d即可完成载体表面及内部的挂膜，取某COD为860mg/L、氨氮为134mg/L的化工废水作为进水，对COD的去除率可以达到94％以上，氨氮的去除率达到99％以上，出水COD低于60mg/L，氨氮低于2mg/L。苯乙烯磺酸钠接枝改性的聚氨酯载体和对比例1中未经改性的聚氨酯载体对比后发现，其固定生物量可以提高70％。

在本发明中的提到的任何数值，如果在任何最低值和任何最高值之间只是有两个单位的间隔，则包括从最低值到最高值的每次增加一个单位的所有值。例如，如果声明一种组分的量，或诸如温度、压力、时间等工艺变量的值为50-90，在本说明书中它的意思是具体列举了51-89、52-88……以及69-71以及70-71等数值。对于非整数的值，可以适当考虑以0.1、0.01、0.001或0.0001为一单位。这仅是一些特殊指明的例子。在本申请中，以相似方式，所列举的最低值和最高值之间的数值的所有可能组合都被认为已经公开。

应当注意的是，以上所述仅为本发明的较佳实施例，仅用于解释本发明，并不构成对本发明的任何限制。通过参照典型实施例对本发明进行了描述，但应当理解为其中所用的词语为描述性和解释性词汇，而不是限定性词汇。可以按规定在本发明权利要求的范围内对本发明作出修改，以及在不背离本发明的范围和精神内对本发明进行修订。尽管其中描述的本发明涉及特定的方法、材料和实施例，但是并不意味着本发明限于其中公开的特定例，相反，本发明可扩展至其他所有具有相同功能的方法和应用。

Claims

1.一种亲水性聚氨酯载体，包括聚氨酯载体，包覆于聚氨酯载体表面的膜状第一预聚物，以及与第一预聚物接枝的第二预聚物；其中，所述第二预聚物含有双键和亲水基团，所述第一预聚物含有氨基、羟基和苯环中的一种或几种基团。

2.根据权利要求1所述的载体，其特征在于，所述第二预聚物中的亲水基团为羧基和/或磺基；优选所述第二预聚物为苯乙烯磺酸钠。

3.根据权利要求1或2所述的载体，其特征在于，所述第一预聚物为聚多巴胺。

4.一种根据权利要求1-3中任意一项所述亲水性聚氨酯载体的制备方法，其包括：

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，第一预聚物单体改性溶液中第一预聚物单体与所述氧化剂的质量比为(0.1-10):1，优选为(1-10):1；和/或第一预聚物单体溶液的质量浓度为2-4mg/mL；和/或，所述氧化剂为过硫酸铵或过硫酸钠。

6.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，在步骤A中，所述缓冲液的摩尔浓度为9-10.5mmol/L，优选为9-10mmol/L；和/或，所述缓冲液的pH为8-8.5；优选所述缓冲液为Tris-HCl缓冲液。

7.根据权利要求4-6中任意一项所述的方法，其特征在于，步骤A中，所述浸泡的时间2-4h；和/或，在步骤B中，所述浸泡的时间为1-2h。

8.根据权利要求4-7中任意一项所述的方法，其特征在于，所述第二预聚物单体溶液由第二预聚物单体和第一溶剂组成，并且所述第二预聚物单体溶液的浓度为10wt％-20wt％；优选所述第二聚合物单体为苯乙烯磺酸钠；和/或，所述第一溶剂为甲醇的水溶液。

9.根据权利要求4-8中任意一项所述的方法，其特征在于，步骤B中，所述引发剂溶液由光敏剂和第二溶剂组成，并且所述引发剂溶液的浓度为0.2-0.4mol/L；所述光敏剂选自二苯甲酮、2，4-二羟基二苯甲酮和4-二甲基氨基苯甲酸乙酯中的一种或多种；和/或所述第二溶剂包括甲醇、乙醇、乙醚和氯仿中的一种或几种。

10.根据权利要求4-9中任意一项所述的方法，其特征在于，步骤C中，所述光照辐射的时间为5-40min；优选为10-30min；优选所述光照辐射为紫外光照辐射。

11.一种根据权利要求1-3中任意一项所述的亲水性聚氨酯载体或根据权利要求4-10中任意一项所述方法制备的亲水性聚氨酯载体在污水处理、生物领域和能源领域中的应用；优选的，所述污水为城市污水或石油工业废水。