[0027] 本发明一种用于吸附废水中无机离子的煤灰掺杂凝胶制备方法,其特征在于包括如下步骤如下:
[0028] A、氧化海藻酸钠的制备:按照工艺要求的质量配比,在烧瓶中将海藻酸钠分散于无水乙醇中;将工艺要求质量配比的高碘酸钾溶于去离子水中,并将其缓慢滴加至烧瓶中,并搅拌;滴加乙二醇终止反应,将反应得到的白色物质加入到乙醇中,抽滤,将得到的固体产物放于真空干燥箱干燥,得到氧化海藻酸钠;
[0029] B、煤灰掺杂氧化海藻酸钠/聚丙烯酰胺双网络凝胶的制备:将前述制得的氧化海藻酸钠溶于水,明胶和羧甲基壳聚糖溶于水,然后把氧化海藻酸钠
[0030] 溶液加入到明胶和羧甲基壳聚糖的混合溶液中,搅拌均匀;
[0031] 将丙烯酰胺和交联剂N,Nˊ‑亚甲基双丙烯酰胺溶液加入到混合溶液中;把研磨后的煤灰超声分散均匀于水中,再加入到上述混合溶液,搅拌均匀;
[0032] C、再向上述混合溶液中加入过硫酸铵引发剂,搅拌均匀后,加入催化剂N,N,Nˊ,Nˊ‑四甲基乙二胺,得到的煤灰掺杂的凝胶。
[0033] 步骤A)中5 g海藻酸钠分散于15 —40mL乙醇中,2.8 g高碘酸钾溶于15 —40mL去离子水。
[0034] 步骤A)中需要遮光,用磁力搅拌器搅拌,所述搅拌时间为4—10h。
[0035] 步骤A)中,将白色物质加入到乙醇中,抽滤后,再使用水和乙醇的混合物对产物进行洗,并抽滤;水和乙醇按照质量比为1:(0.8—1.5)进行混合。
[0036] 所述水和乙醇配比为1:1。
[0037] 步骤A)中所述真空干燥温度为30—60 ℃,干燥时间为8—125h。
[0038] 本发明形成的双网络凝胶结构,第一个网络由氧化海藻酸钠的醛基和明胶、羧甲基壳聚糖的氨基之间发生酰胺反应,生成亚酰胺键,第二个是丙烯酰胺单体之间自由基聚合成网络。多孔结构的凝胶对吸附无机离子有一定作用,本发明用这个双网络凝胶结构来均匀分散煤灰,煤灰在吸附无机离子方面起着主要作用。
[0039] 实施例1
[0040] A)氧化海藻酸钠(OSA)的制备:在圆底烧瓶中将5 g海藻酸钠分散于25 mL无水乙醇。在烧杯中,称取2.8 g高碘酸钾溶于25 mL去离子水中,并将其缓慢滴加至圆底烧瓶中。此反应遮光,在磁力搅拌器搅拌6 h。然后滴加2 mL乙二醇终止反应,将反应得到的白色物质加入到1 L乙醇中,抽滤,接着使用水和乙醇为1:1的混合物对产物进行洗,抽滤,将得到的固体产物放于40℃真空干燥箱干燥12 h,得到氧化海藻酸钠;
[0041] B)氧化海藻酸钠/聚丙烯酰胺双网络凝胶的制备:将8 wt%氧化海藻酸钠溶于水,0.5 g明胶和0.15 g羧甲基壳聚糖溶于18 mL去离子水,然后把氧化海藻酸钠溶液加入到明胶和羧甲基壳聚糖的混合溶液中,搅拌1 min;
[0042] 将5 g丙烯酰胺和0.06 g交联剂N,Nˊ‑亚甲基双丙烯酰胺加入10 mL去离子水中得到溶液,接着把研磨后的1 g煤灰超声分散均匀于10 mL去离子水中后加入到上述混合溶液中,搅拌均匀;
[0043] C)加入1 mL过硫酸铵溶液(0.001wt%)作为引发剂,搅拌均匀后,加入40 μL催化剂N,N,Nˊ,Nˊ‑四甲基乙二胺,得到的煤灰掺杂的凝胶。
[0044] 采用实施例1的煤灰掺杂凝胶对不同含氟工业废水的吸附实验。如图1所示,两种含氟废水经过煤灰掺杂凝胶吸附后,氟离子含量都明显降低。图1是两种工业废水,两个挨在一起的是吸附前后对比图,高的是吸附前,表明含氟工业废水中的氟离子含量高,矮的是吸附后,表明吸附后含氟工业废水中的氟离子含量明显降低。
[0045] 如图2所示,实施例1中煤灰掺杂氧化海藻酸钠浓度的双网络凝胶在吸附工业废水48 h后仍保持完整的结构且煤灰没有发生泄露。
[0046] 实施例2
[0047] A)氧化海藻酸钠(OSA)的制备:在圆底烧瓶中将5 g海藻酸钠分散于25 mL无水乙醇。在烧杯中,称取2.8 g高碘酸钾溶于25 mL去离子水中,并将其缓慢滴加至圆底烧瓶中。此反应遮光,在磁力搅拌器搅拌6 h。然后滴加2 mL乙二醇终止反应,将反应得到的白色物质加入到1 L乙醇中,抽滤,接着使用水和乙醇为1:1的混合物对产物进行洗,抽滤,将得到的固体产物放于40℃真空干燥箱干燥12 h;
[0048] B)氧化海藻酸钠/聚丙烯酰胺双网络凝胶的制备:将8 wt%氧化海藻酸钠溶于水,0.5 g明胶和0.15 g羧甲基壳聚糖溶于18 mL去离子水,然后把氧化海藻酸钠溶液加入到明胶和羧甲基壳聚糖的混合溶液中,搅拌1 min;
[0049] 将5 g丙烯酰胺和0.06 g交联剂N,Nˊ‑亚甲基双丙烯酰胺加入10 mL去离子水中得到溶液,接着把研磨后的1 g煤灰超声分散均匀于10 mL去离子水中后加入到上述混合溶液中,搅拌均匀;
[0050] C) 加入1 mL过硫酸铵溶液(0.001wt%)作为引发剂,搅拌均匀后,加入40 μL催化剂N,N,Nˊ,Nˊ‑四甲基乙二胺,得到的煤灰掺杂的凝胶。
[0051] 采用实施例2的煤灰掺杂凝胶对50 mL的50 mg/mL亚甲基蓝溶液吸附。
[0052] 实施例3
[0053] A)氧化海藻酸钠(OSA)的制备:在圆底烧瓶中将5 g海藻酸钠分散于25 mL无水乙醇。在烧杯中,称取2.8 g高碘酸钾溶于25 mL去离子水中,并将其缓慢滴加至圆底烧瓶中。此反应遮光,在磁力搅拌器搅拌6 h。然后滴加2 mL乙二醇终止反应,将反应得到的白色物质加入到1 L乙醇中,抽滤,接着使用水和乙醇为1:1的混合物对产物进行洗,抽滤,将得到的固体产物放于40℃真空干燥箱干燥12 h;
[0054] B)氧化海藻酸钠/聚丙烯酰胺双网络凝胶的制备:将8 wt%氧化海藻酸钠溶于水,0.5 g明胶和0.15 g羧甲基壳聚糖溶于18 mL去离子水,然后把氧化海藻酸钠溶液加入到明胶和羧甲基壳聚糖的混合溶液中,搅拌1 min;
[0055] 将5 g丙烯酰胺和0.06 g交联剂N,Nˊ‑亚甲基双丙烯酰胺加入10 mL去离子水中得到溶液,接着把研磨后的1 g煤灰超声分散均匀于10 mL去离子水中后加入到上述混合溶液中,搅拌均匀;
[0056] D)加入1 mL过硫酸铵溶液(0.001wt%)作为引发剂,搅拌均匀后,加入40 μL催化剂N,N,Nˊ,Nˊ‑四甲基乙二胺,得到的煤灰掺杂的凝胶。
[0057] 表1 实施例2和例3中吸附亚甲基蓝的对比表
[0058]
[0059] 可见,采用本发明掺杂煤灰与未掺杂煤灰吸附亚甲基蓝的效果对比,明显看出,采用本发明掺杂煤灰去除率更高,达到92.5%,提高了近四个百分点,从88.7%提高到92.5%,效果显著。
[0060] 最后需要说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制技术方案,本领域的普通技术人员应当理解,那些对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本技术方案的宗旨和范围,均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。