CN112852006B - 一种改善废弃聚氨酯载体表面生物相容性的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种改善废弃聚氨酯载体表面生物相容性的方法。该方法是将废弃聚氨酯接枝乙二胺后再与羧基化石墨烯进行反应，实现废弃的聚氨酯载体改性。其中，由于在改性载体的表面引入的‑CO‑NH‑、‑COOH‑等亲水性基团，能够提高载体的亲水性，从而增强了载体的生物相容性，有利于水处理微生物的固定；且改性后的新型载体比表面积增大，对微生物细胞在载体表面附着、繁殖形成生物膜有促进作用，缩短载体的挂膜过程。同时，本发明提供的通过改变载体表面基团及表面结构的羧基化石墨烯改性聚氨酯载体的改性方法，具有方法简单、改性载体的热稳定性强及挂膜时间短等特点，在污水处理领域具有很好的应用前景。

Description

一种改善废弃聚氨酯载体表面生物相容性的方法
技术领域
本发明涉及高分子载体改性领域，其主要涉及一种改善废弃聚氨酯载体表面生物相容性的方法。
背景技术
在污水处理中，聚氨酯载体由于本身空隙度高、比表面积大等特点，被广泛作为微生物固定化载体。聚氨酯载体呈多孔状，表面和内部均可负载微生物，既可以生物膜法为主独立运行，也可投放到活性污泥处理池以提高处理效率，被广泛用作水污水处理的常用载体。但通过实际工程应用发现，聚氨酯载体存在微生物挂膜时间长、生物膜易脱落等问题。本领域技术人员研究发现，通过改性技术，可以改善聚氨酯载体的亲水性，以增强载体的生物相容性。
然而，现有技术中，常采用聚阴离子、聚阳离子或重氮盐对聚氨酯载体进行自组装的混合改性，这些改性方法，由于需要通过控制反应条件以控制层-层自组装后的层结构，因而，存在改性方法难操作、不易控制等问题。同时，这些改性方法，所采用的改性物料(聚阴离子、聚阳离子或重氮盐)，存在一定的污染性和危险性，不易于工业化生产。同时，现有技术中所使用的聚氨酯载体是直接购买的，则对于制造商而言，还存在经济投入过大的问题。
因而，本领域技术亟需一种新型的改善废弃聚氨酯载体表面生物相容性的方法。
发明内容
为解决上述问题，鉴于聚氨酯载体抗冲击负荷能力强，可以对聚氨酯载体进行回收利用，因而，本发明提供了一种新型的改善废弃聚氨酯载体表面生物相容性的方法，以通过清洁、轻污染、低危险性的改性方法，对再利用聚氨酯载体表面的生物相容性进行改性，从而缩短微生物在再利用聚氨酯载体表面的挂膜时间，提高微生物与载体表面的结合稳定性，进而实现对废弃的聚氨酯载体进行再利用，并同时解决了再利用聚氨酯载体中生物膜易脱落等问题。
本发明提供了一种改善废弃聚氨酯载体表面生物相容性的方法，所述方法包括：
步骤1，通过紫外灯对洗净的废弃聚氨酯，进行照射，得到第一中间产物；
步骤2，向所述第一中间产物中加入乙二胺水溶液后，置于反应釜中，进行第一反应，并对反应后的第一中间产物进行清洁、干燥，得到第二中间产物；
步骤3，通过氢氧化钠和一氯乙酸，对氧化石墨烯进行羧基化，使氧化石墨烯上的羟基和环氧基转化为羧基，得到羧基化石墨烯；
步骤4，将步骤3得到的羧基化石墨烯，超声均匀分散于去离子水中，配置羧基化石墨烯分散液；
步骤5，将所述第二中间产物浸入到所述羧基化石墨烯分散液中，并置于反应釜中，进行第二反应，得到改性的废弃聚氨酯载体。
可选地，在所述步骤1中，所述洗净包括：
将废弃聚氨酯放入超声波清洗器中震荡洗涤30min，再用去离子水清洗，得到洁净的废弃聚氨酯；
将洁净的废弃聚氨酯置于烘箱中干燥，得到洁净、干燥的废弃聚氨酯。
可选地，在所述步骤1中，所述照射的时间为30-60min；
通过所述照射，所述聚氨酯中的酰胺键断裂，羧酸基团形成，得到所述第一中间产物。
可选地，在所述步骤2中，所述乙二胺水溶液中乙二胺与去离子水的体积比为30％-70％。
可选地，在所述步骤2中，
所述第一反应的反应温度为95℃，反应时间为12-24h；
所述清洁的清洁剂包括去离子水；
所述干燥的温度为40-50℃。
可选地，在所述步骤3中，所述氧化石墨烯是按照以下步骤制备的：
将9:1硫酸/磷酸混合溶液与石墨粉进行混合，得到第一混合溶液；
将所述第一混合溶液置于冰水浴中，并向所述第一混合溶液中加入高锰酸钾，搅拌，得到第二混合溶液；
将所述第二混合溶液置于50℃条件下，搅拌反应12h，得到第一反应体系；
向所述第一反应体系中加入冰水并置于冰水浴中冷却；
向冷却后的第一反应体系中加入过氧化氢溶液，直至第一反应体系的混合液变为亮黄色，得到第二反应体系；
对所述第二反应体系进行后处理，得到氧化石墨烯。
可选地，所述石墨粉与所述高锰酸钾的质量比为1:6；
所述第一反应体系与所述冰的体积比为1:1；
所述过氧化氢溶液的质量分数浓度为0.5％；
所述后处理包括：对所述第二反应体系进行高速离心，得到沉淀物，再依次用去离子水、10％盐酸、无水乙醇对所述沉淀物进行离心洗涤，接着在50℃条件下对洗涤后的沉淀物进行真空干燥。
可选地，在所述步骤3中，所述通过氢氧化钠和一氯乙酸，对氧化石墨烯进行羧基化，得到羧基化石墨烯，包括：
在冰浴条件下，将氧化石墨烯超声溶解于去离子水中，得到2mg/mL的氧化石墨烯水溶液；
向所述氧化石墨烯水溶液中加入氢氧化钠和一氯乙酸，于30℃下超声12h，得到第三混合液；
对所述第三混合液12000rpm/min离心30min，得到沉淀；
通过去离子水将所述沉淀洗涤至中性，并对洗涤后的沉淀进行50℃真空干燥，得到羧基化石墨烯。
可选地，所述氧化石墨烯与氢氧化钠、一氯乙酸的质量比为5:12:10。
可选地，在所述步骤4中，所述氧化石墨烯与所述去离子水的质量比为1-25:5；
在所述步骤5中，所述第二反应的反应温度95℃加热，反应时间为12-48h；
在所述第二反应后，所述步骤5还包括：
将所述第二反应后的载体放入超声波清洗器中震荡洗涤30min后，用去离子水清洗，除去载体表面杂质，放入40-50℃烘箱干燥。
本发明提供了一种再利用改善废弃聚氨酯载体表面生物相容性的方法。该方法包括：通过紫外灯对洗净的废弃聚氨酯，进行照射，得到第一中间产物；向所述第一中间产物中加入乙二胺水溶液后，置于反应釜中，进行第一反应，并对反应后的第一中间产物进行清洁、干燥，得到第二中间产物；通过氢氧化钠和一氯乙酸，对氧化石墨烯进行羧基化，得到羧基化石墨烯；将步骤3得到的羧基化石墨烯，超声均匀分散于去离子水中，配置羧基化石墨烯分散液；将所述第二中间产物浸入到所述羧基化石墨烯分散液中，并置于反应釜中，进行第二反应，得到改性的废弃聚氨酯载体。与现有技术相比，本发明提供的改性方法具有以下有益效果：
1、本发明提供的方法，旨在对废弃聚氨酯进行改性，通过在废弃聚氨酯载体上接枝羧基化石墨烯，使得到的改性的废弃聚氨酯载体具有良好的生物相容性，在实现废物资源化的同时，得到生物相容性高的载体。
2、极性基团(如羧基)对水分子有较大的的亲和能力，而亲水性表面一般具有良好的生物相容性。由于单层薄片状结构的羧基化石墨烯的结构中以含有大量亲水基团的羧基基团，因而在本发明所提供的改性方法中，借助羧基化石墨烯的活泼羧基对聚氨酯进行改性，通过羧基官能团与乙二胺的氨基进行酰胺化反应，得到以酰胺基团为连接体并基本保留羧基化石墨烯原有的含氧活性亲水基团。使新材料具有大量的酰胺基团、羰基基团，以改善材料的生物相容性，有效增强载体与生物膜细胞在污水处理过程中的相容性，以达到提高载体生物相容性的目的，有利于水处理微生物的固定。
3、本发明提供的改性方法，以羧基化石墨烯作为改性材料，相比于现有技术中所采用的聚阴离子、聚阳离子以及重氮盐等材料，具有对环境无污染、操作时危险系数小、改性方法简单、易于操作等优点，并且，羧基化石墨烯易于回收，可实现资源的重利用，本发明提供的改性方法中所用的试剂均为对环境友好的去离子水，因此，本发明提供的改性方法，在污水处理领域具有很好的应用前景。
4、通过本发明提供的改性方法所得的新型载体，相对于传统的聚氨酯载体具有更大的比表面积，对微生物细胞在载体表面附着、繁殖形成生物膜有促进作用，缩短载体的挂膜过程。
5、本发明提供的通过改变载体表面基团及表面结构的羧基化石墨烯改性聚氨酯载体的改性方法，以乙二胺做交联剂，利用羧基化石墨烯表面的-COOH与乙二胺进行酰胺化反应并形成酰胺基团，增加了聚氨酯载体表面的亲水性，并基于酰胺基团的稳定性，使得改性后的新型载体具有较强的热稳定性，可长时间地置于水处理环境中，用于微生物的富集与固定。
附图说明
图1示出了本发明实施例中的一种新型的改善废弃聚氨酯载体表面生物相容性的方法的方法流程图；
图2示出了本发明实施例中的一种新型聚氨酯载体表面生物相容性改性的主要反应流程图；
图3示出了未改性的聚氨酯载体的SEM图；
图4示出了本实施1中制备的改性的废弃聚氨酯载体的SEM图；
图5示出了未改性的聚氨酯载体生物挂膜培养试验的SEM图；
图6示出了对本实施1制备的改性的废弃聚氨酯载体进行挂膜培养试验后的SEM图；
图7示出了对未改性载体进行挂膜培养试验的16SrDNA的生物组成结构分析图；
图8示出了对本实施1中制备的改性的废弃聚氨酯载体进行挂膜培养试验的16SrDNA的生物组成结构分析图。
具体实施方式
提供下述实施例是为了更好地进一步理解本发明，并不局限于所述最佳实施方式，不对本发明的内容和保护范围构成限制，任何人在本发明的启示下或是将本发明与其他现有技术的特征进行组合而得出的任何与本发明相同或相近似的产品，均落在本发明的保护范围之内。
实施例中未注明具体实验步骤或条件者，按照本领域内的文献所描述的常规实验步骤的操作或条件即可进行。所用试剂以及其他仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规试剂产品。
为提高废弃聚氨酯材料表面引入的纳米材料石墨烯的生物相容性，羧基化石墨烯是在氧化石墨烯的基础上，通过还原反应将氧化石墨烯上的环氧基转化为羟基，再经过溶液中的羧酸基团结合石墨烯上的羟基基团使氧化石墨烯羧基化。相比氧化石墨烯，羧基化石墨烯基层上环氧基含量下降，羟基和羧基所占的比例大幅增加，而羟基和羧基则是在生物附着方面有着非常重要的作用。同时，由于羧基化石墨烯的层数较少，分散性强。基于此，本发明利用乙二胺接枝羧基化石墨烯，增大石墨烯片层之间的空间位阻，在改善层与层之间的团聚现象的同时，通过引入羧基化石墨烯优异的亲水性、力学性能及热稳定性，增强废弃聚氨酯载体的生物相容性和实用性。
因而，本发明涉及一种改善改性的废弃聚氨酯载体表面生物相容性的方法，更具体来讲，本发明涉及一种适用于水处理生物反应中的、利用羧基化石墨烯与乙二胺之间的酰基化反应构架以酰胺基团为主要连接体并最终接枝到废弃聚氨酯载体表面的改性方法。
本发明实施例提供了一种改善废弃聚氨酯载体表面生物相容性的方法，如图1所示，具体可以包括如下步骤：
步骤1(S11)，通过紫外灯对洗净的废弃聚氨酯，进行照射，得到第一中间产物。
本实施例中，洗净的废弃聚氨酯具有洁净、干燥的特点。具体实施时，将洁净、干燥的废弃聚氨酯平铺于紫外灯下方照射30～60min，在紫外灯的照射过程中，聚氨酯中的酰胺键断裂，羧酸基团形成，得到第一中间产物。
可选地，由于废弃聚氨酯中含有很多杂质，从而为了减少废弃聚氨酯中的杂质对最终制备的载体的生物相容性的影响，在本实施例的步骤1中，需要对废弃聚氨酯进行处理，该洗净过程包括：
将废弃聚氨酯放入超声波清洗器中震荡洗涤30～40min，再用去离子水清洗，得到洁净的废弃聚氨酯；将洁净的废弃聚氨酯置于烘箱中干燥，得到洁净、干燥的废弃聚氨酯载体。
步骤2(S12)，向第一中间产物中加入乙二胺水溶液后，置于反应釜中，进行第一反应，并对反应后的第一中间产物进行清洁、干燥，得到第二中间产物。
具体实施时，向第一中间产物中加入乙二胺水溶液，置于反应釜中，在95℃温度下加热，并反应12～24h后取出反应后的第一中间产物，然后用去离子水震荡洗涤1～3次，再放入40～50℃烘箱干燥，得到第二中间产物。
可选地，在该步骤2中，乙二胺水溶液中乙二胺与去离子水的体积比低于70％，优选地为30％～70％。
步骤3(S13)，通过氢氧化钠和一氯乙酸，对氧化石墨烯进行羧基化，得到羧基化石墨烯。
具体实施时，本实施例中的氧化石墨烯是按照以下步骤制备的：
将石墨粉加入到9:1硫酸/磷酸混合溶液中搅拌均匀，得到第一混合溶液，并将第一混合溶液置于冰水浴中；然后在搅拌状态下，向第一混合溶液缓慢加入高锰酸钾，搅拌达到混合均匀，再在50℃温度条件下磁力搅拌反应12h，反应结束后得到第一反应体系；向第一反应体系中加入冰水并置于冰水浴中冷却；向冷却后的第一反应体系中加入过氧化氢溶液直至混合液(即第一反应体系)变为亮黄色，得到第二反应体系；对第二反应体系进行高速离心，然后取剩余沉淀物，依次用去离子水、10％盐酸、无水乙醇离心洗涤该沉淀物，并将洗涤后的沉淀置于真空干燥箱内干燥，即得氧化石墨烯。其中，干燥所需的温度可为50℃。
可选地，该步骤3中，石墨粉与高锰酸钾的质量比可为1:6；第一反应体系与加入的冰水的体积比可为1:1；过氧化氢溶液的质量分数浓度可为0.5％。
具体实施时，本实施例中的羧基化石墨烯是按照以下步骤制备的：
在冰浴条件下，将氧化石墨烯超声溶解于去离子水中，得到2mg/mL的氧化石墨烯水溶液；向该氧化石墨烯水溶液中加入氢氧化钠和一氯乙酸，于30℃下超声12h，得到第三混合液；以12000rpm/min的离心速率对第三混合液离心30min，弃上清液，得到沉淀；通过去离子水将沉淀洗涤至中性，并对洗涤后的沉淀进行50℃真空干燥，即得到羧基化石墨烯。
可选地，氧化石墨烯与氢氧化钠、一氯乙酸的质量比为5:12:10。
步骤4(S14)，将步骤3得到的羧基化石墨烯，在冰浴条件下，超声均匀分散于去离子水中，配置羧基化石墨烯分散液。
具体实施时，将步骤3得到的羧基化石墨烯，在冰浴条件下，超声均匀分散于去离子水中，配置羧基化石墨烯分散液。
可选地，该步骤4中，羧基化石墨烯与去离子水的质量比为1～25:5。
步骤5(S15)，将所述第二中间产物浸入到所述羧基化石墨烯分散液中，并置于反应釜中，进行第二反应，得到改性的废弃聚氨酯载体。
具体实施时，将步骤2得到的第二中间产物浸入到步骤4得到的羧基化石墨烯分散液中，置于反应釜中，95℃加热，反应12～48h后取出海绵，放入超声波清洗器中震荡洗涤30min后，用去离子水清洗，除去载体表面杂质，放入40～50℃烘箱干燥后，即得到了改性的废弃聚氨酯载体。
本发明实施例提供的一种改善废弃聚氨酯载体表面生物相容性的方法，操作简单，改性后的新型载体热稳定性增强，亲水性和生物相容性均有提高；在废弃聚氨酯载体表面接枝羧基化石墨烯有助于加速微生物在废弃载体表面的成膜过程，易于载体表面生物膜快速形成，提高生物膜工艺的水处理效率，此外，基于改性材料由于存在酰胺基团做为废弃聚氨酯与羧基化石墨烯的共价连接，作用力大，稳定性强。与现有技术相比，本发明提供的改性方法还具有以下有益效果：
本发明所提供的改性方法中，经过乙二胺修饰羧基化石墨烯具有较大比表面积及多孔结构，可减缓微生物在附着生长过程中所存在的细胞被流体剪切力的损伤，缩短细胞在载体表面的贴附和铺展过程，易于生物膜快速形成，从而提高了挂膜速度。微生物细胞可逆附着后开始分泌胞外聚合物，由于胞外聚合物多为蛋白质、脂质、脂多糖等生物大分子，容易与羟基基团形成氢键进而吸附，固含有较多氢键的羧基化石墨烯更容易吸附大量胞外聚合物，进而形成生物膜。此外，羧基化石墨烯表面的活泼羧基可通过酰胺化或酯化反应，使各种有机小分子、高分子、生物大分子等共价结合到石墨烯上，加速生物膜成熟。
本发明所提供的改性方法中，以乙二胺作交联剂，将羧基化石墨接枝到聚氨酯载体上，得到的改性载体，其载体表面成功接枝了羧基化石墨烯中-CO-NH-、-COOH-等亲水性基团，从而增强了载体与生物膜细胞在污水处理过程中的相容性，提高了改性后载体的生物亲和性，进一步提高改性后载体的挂膜速度，和提高改性后载体的挂膜量；
本发明所提供的改性方法中，乙二胺在与羧基化石墨烯的作用过程中还伴随有一定的接枝反应，基于该接枝反应，增大了羧基化石墨烯片层之间的空间位阻，从而可以改善氧化石墨烯在还原过程中的团聚现象，有利于降低改性成本；
通过本发明提供的方法，以乙二胺作为氧化石墨烯与聚氨酯载体之间的交联剂，所得的乙二胺接枝氧化石墨烯改性聚氨酯载体，其结构的稳定性较高，在水环境中不易被外力破坏。
为使本领域技术人员更好地理解本发明，以下通过具体的实施例来说明本发明提供的改善废弃聚氨酯载体表面生物相容性的方法。
实施例1(羧基化石墨烯改性聚氨酯载体的制备)
(1)将聚氨酯载体切割成直径约为1cm的球体，放入超声波清洗器中震荡洗涤30min后，用去离子水清洗，置于烘箱中干燥，得到洁净的聚氨酯载体；
(2)将洁净、干燥的聚氨酯载体平铺于紫外灯下方照射30-60min，聚氨酯中的酰胺键断裂，形成羧酸基团，得到第一中间产物；
(3)向步骤2得到的第一中间产物中加入体积分数为22％的乙二胺水溶液，置于反应釜中，95℃加热，反应24h后取出海绵，用去离子水洗涤，放入45℃烘箱干燥，得到第二中间产物；
(4)制备羧基化石墨烯：将石墨粉加入到9:1硫酸/磷酸混合溶液中搅拌均匀并置于冰水浴中；缓慢加入高锰酸钾，搅拌达到混合均匀，50℃条件下磁力搅拌反应12h；反应结束后向混合溶液中加入冰水并置于冰水浴中冷却；加入质量分数浓度为0.5％过氧化氢溶液直至混合液变为亮黄色；混合液高速离心后取剩余沉淀物，依次用去离子水、10％盐酸、无水乙醇离心洗涤，所得即氧化石墨烯；取氧化石墨烯冰浴条件下超声溶解于去离子水中，得到2mg/mL的氧化石墨烯水溶液；向氧化石墨烯中加入氢氧化钠和一氯乙酸，于30℃下超声12h；混合液12000rpm/min离心，30min；弃上清液，沉淀用去离子水洗涤至中性；最终的沉淀物在真空干燥箱中，50℃真空干燥，最终产物即为羧基化石墨烯。
(5)将步骤4得到的羧基化石墨烯，在冰浴条件下，超声均匀分散于去离子水中，配置0.5mg/mL羧基化石墨烯分散液；
(6)将步骤3得到的海绵浸入到步骤5得到的羧基化石墨烯分散液中，置于反应釜中，95℃加热，反应48h后取出海绵，放入超声波清洗器中震荡洗涤30min后，用去离子水清洗，除去海绵载体表面杂质，放入40-50℃烘箱干燥后，产物即为生物相容性增强的改性载体(即羧基化石墨烯改性聚氨酯载体)。
图3示出了未改性的聚氨酯载体的SEM图，图4示出了本实施1中制备的羧基化石墨烯改性聚氨酯载体的SEM图。如图3和图4所示，未改性的聚氨酯载体表面比较光滑，分布着一些点状小坑。与未改性的聚氨酯载体对照相比，本实施1中制备的改性载体表面粗糙，且存在石墨烯褶皱结构。
实施例2(微生物固定化)
利用实施例1制得的羧基化石墨烯改性聚氨酯载体，进行生物挂膜试验。生物固定化载体先用营养液浸湿，置于500mL玻璃三角瓶中，瓶中加入200mL的营养液。菌剂按4g/L投加。置于恒温振荡器中30℃恒温培养。
在培养到第21天时，图5示出了未改性的聚氨酯载体生物挂膜培养试验的SEM图，图6示出了对本实施1制备的改性载体进行挂膜培养试验后的SEM图。如图5和图6所示，与未改性的聚氨酯载体对照相比，在培养到第21天时，改性载体表面的挂膜量明显比未改性载体的多、生物膜发育快，并且，由图5和图6可知，基于羧基化石墨烯改性载体表面有单层的、相互连接的球菌生物膜，球菌连接体的长度达到50μm。提取挂膜培养第21天的填料表面附着的微生物的DNA，对总细菌16S rDNA丰度进行定量分析，结果为未改性填料上16S rDNA的丰度为1.22×1010copies/g carrier，改性填料上16S rDNA的丰度达到了2.07×1010copies/g carrier。通过载体改性，生物量提高到了未改性载体的1.70倍。图7、8为培养第21天的填料上附着生物的门组成结构饼图，由图7、8可以看出，未改性载体上是42％是变形菌门Proteobacteria、29.77％为厚壁菌门Firmicutes、26.25％为拟杆菌门Bacteroidetes，以及少量的仅占1.05％的放线菌门Actinobacteria。而在改性载体中呈现出与未改性载体不同的生物组成结构，67.28％为厚壁菌门Firmicutes，26.25％为变形菌门Proteobacteria，以及少量的、占4.37％的拟杆菌门Bacteroidetes、1.32％的放线菌门Actinobacteria。
其中，“copies/g carrier”是单位，表示：每克填料上的微生物基因丰度的拷贝数。
通过本发明的实施例2可知，通过本发明的方法，不仅可以实现对废弃聚氨酯的重复再利用，而且改性的废弃聚氨酯还具有较高的生物相容性，对生物细胞具有很好的吸附作用。
需要指出的是，本申请的各个实施例中的步骤和方法，不仅限于对应的实施例中，各个实施例的操作细节以及注意事项，互相都是相应的。
对于方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和部件并不一定是本发明所必须的。
以上对本发明所提供的改性方法改善废弃聚氨酯载体表面生物相容性的方法进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种改善废弃聚氨酯载体表面生物相容性的方法，其特征在于，所述方法包括：
步骤1，通过紫外灯对洗净的废弃聚氨酯，进行照射，得到第一中间产物；
步骤2，向所述第一中间产物中加入乙二胺水溶液后，置于反应釜中，进行第一反应，并对反应后的第一中间产物进行清洁、干燥，得到第二中间产物；
步骤3，为了提高氧化石墨烯的溶解性及在基体中的分散性，对其进行有效的功能化，即通过氢氧化钠和一氯乙酸，对氧化石墨烯进行羧基化，得到羧基化石墨烯；
步骤4，将步骤3得到的羧基化石墨烯，超声均匀分散于去离子水中，配置羧基化石墨烯分散液；
步骤5，将所述第二中间产物浸入到所述羧基化石墨烯分散液中，并置于反应釜中，进行第二反应，得到改性的废弃聚氨酯载体；
所述乙二胺用于修饰羧基化石墨烯。
2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，在所述步骤1中，所述洗净包括：
将废弃聚氨酯放入超声波清洗器中震荡洗涤30min，再用去离子水清洗，得到洁净的废弃聚氨酯；
将洁净的废弃聚氨酯置于烘箱中干燥，得到洁净、干燥的废弃聚氨酯。
3.根据权利要求1所述方法，其特征在于，在所述步骤1中，所述照射的时间为30-60min；
通过所述照射，所述聚氨酯中的酰胺键断裂，羧酸基团形成，得到所述第一中间产物。
4.根据权利要求1所述方法，其特征在于，在所述步骤2中，所述乙二胺水溶液中乙二胺与去离子水的体积比为30％-70％。
5.根据权利要求1所述方法，其特征在于，在所述步骤2中，
所述第一反应的反应温度为95℃，反应时间为12-24h；
所述清洁的清洁剂包括去离子水；
所述干燥的温度为40-50℃。
6.根据权利要求1所述方法，其特征在于，在所述步骤3中，所述氧化石墨烯是按照以下步骤制备的：
将9:1硫酸/磷酸混合溶液与石墨粉进行混合，得到第一混合溶液；
将所述第一混合溶液置于冰水浴中，并向所述第一混合溶液中加入高锰酸钾，搅拌，得到第二混合溶液；
将所述第二混合溶液置于50℃条件下，搅拌反应12h，得到第一反应体系；
向所述第一反应体系中加入冰水并置于冰水浴中冷却；
向冷却后的第一反应体系中加入过氧化氢溶液，直至第一反应体系的混合液变为亮黄色，得到第二反应体系；
对所述第二反应体系进行后处理，得到氧化石墨烯。
7.根据权利要求6所述方法，其特征在于，所述石墨粉与所述高锰酸钾的质量比为1:6；
所述第一反应体系与所述冰的体积比为1:1；
所述过氧化氢溶液的质量分数浓度为0.5％；
所述后处理包括：对所述第二反应体系进行高速离心，得到沉淀物，再依次用去离子水、10％盐酸、无水乙醇对所述沉淀物进行离心洗涤，接着在50℃条件下对洗涤后的沉淀物进行真空干燥。
8.根据权利要求1所述方法，其特征在于，在所述步骤3中，所述通过氢氧化钠和一氯乙酸，对氧化石墨烯进行羧基化，得到羧基化石墨烯，包括：
在冰浴条件下，将氧化石墨烯超声溶解于去离子水中，得到2mg/mL的氧化石墨烯水溶液；
向所述氧化石墨烯水溶液中加入氢氧化钠和一氯乙酸，于30℃下超声12h，得到第三混合液；
对所述第三混合液进行离心，得到沉淀；
通过去离子水将所述沉淀洗涤至中性，并对洗涤后的沉淀进行50℃真空干燥，得到羧基化石墨烯。
9.根据权利要求1所述方法，其特征在于，在所述步骤4中，所述羧基化石墨烯与所述去离子水的质量比为1-25:5；
在所述步骤5中，所述第二反应的反应温度95℃加热，反应时间为12-48h；
在所述第二反应后，所述步骤5还包括：
将所述第二反应后的载体放入超声波清洗器中震荡洗涤，用去离子水清洗，除去载体表面杂质，放入40-50℃烘箱干燥。
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