[发明专利]氨基多孔材料及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种氨基多孔材料及其制备方法和应用，其制备方法为聚乙撑亚胺溶液润湿刚性材料并填充堆积其空隙，加入交联剂溶液进行充分交联，或者将聚乙撑亚胺溶液和交联剂混合，得到混合物，将刚性材料投加至混合物内，随后均进行水泵脱水干燥，使缝隙内水分挥发，在脱水过程中，聚乙撑亚胺和交联剂作用形成网状物套在刚性材料组分表面，干燥得到氨基多孔材料；该多孔材料可以直接作为块料吸附各种酸性气体、有机酸、阴离子性直接染料和活性染料，也可粉碎填柱使用；与现有技术相比，本发明的氨基多孔材料具有可绿色生产、材料机械强度高和易再生等特点。

技术领域

本发明属于材料环保和分离技术领域，具体涉及一种氨基多孔材料及其制备方法和应用。

背景技术

目前作为环境处理和分离净化的吸附剂还有许多不足，特别是可绿色制备、成本低廉、易于再生和可重复利用的吸附剂仍然非常缺乏。

大孔多孔材料多数力学强度都较低，容易脆断成细粉，形成二次污染，降低柱通量、增加交换柱的柱压。另外，为了确保充分的吸附强度，通常需要同时进行电子环境和拓扑环境设计，但在大孔材料表面采用后功能化法进行电子和拓扑环境设计通常是极大挑战。吸附剂的其它化学性质也非常重要，有时直接决定材料的可再生性。例如再生通常涉及到酸碱处理等，但有的化学键遇酸碱可能断裂，吸附剂性能随之蜕化；有的吸附官能团容易老化交联等。采用物理法捕捉功能分子来实现材料的功能化也有研究，但再生方面尤其会遇到挑战。同时应对以上挑战通常使吸附剂变得昂贵。

大孔材料的孔可通过乳液模板、牺牲模板、相分离等方式形成。孔表面的官能团可通过反应物带入，可通过后功能化引入，也可通过物理组装方式引入。目前，通过温和而清洁的方式形成高效耐用吸附剂的报道还较少。最近，采用以油滴作为模板的浓乳液法成功制备了力学强度较高的氨基多孔材料(公开号：CN109621918A)，其不足之处是要用大量油滴，会产生污染和消耗。如果能避免油的使用，工艺将更加实用。

发明内容

针对现有技术中的不足，本发明的首要目的是提供一种氨基多孔材料的制备方法。

本发明的第二个目的是制备上述氨基多孔材料。

本发明的第三个目的是提供上述氨基多孔材料的应用。

为达到上述目的，本发明的解决方案是：

一种氨基多孔材料的制备方法，其包括如下步骤：

将刚性材料分散在聚乙撑亚胺溶液内混合，然后加入交联剂搅拌，聚乙撑亚胺和交联剂在刚性材料表面发生交联形成网状套，干燥、粉碎得到氨基多孔材料。

另外，一种氨基多孔材料的制备方法，其也可以包括如下步骤：

将聚乙撑亚胺溶液和交联剂混合，得到混合物，将刚性材料投加至混合物内，聚乙撑亚胺和交联剂在刚性材料表面发生交联形成网状套，干燥、粉碎得到氨基多孔材料。

优选地，刚性材料选自水分散性物质。

优选地，刚性材料选自有机材料或无机材料中的一种以上。

优选地，有机材料选自微晶纤维素、壳聚糖和赛璐璐基材料中的一种以上。

优选地，无机材料选自石英砂、二氧化硅、二氧化钛、高岭土、碳酸钙和蒙脱土中的一种以上。

优选地，刚性材料至少有一维尺寸为30nm-2000μm。

优选地，聚乙撑亚胺的数均分子量为2×10³-7×10⁴。

优选地，聚乙撑亚胺在聚乙撑亚胺溶液中的浓度为0.03-0.30g/mL。

优选地，聚乙撑亚胺选自支化聚乙撑亚胺和线性聚乙撑亚胺中的一种以上。