[发明专利]负载有双键化多巴胺的PAA水凝胶的制备方法

说明书

本发明公开了一种负载有双键化多巴胺的PAA水凝胶的制备方法，包括以下步骤：将双键化多巴胺加入去离子水中，超声分散，得到双键化多巴胺分散液；将丙烯酸A与双键化多巴胺分散液混合，搅拌，然后加入过硫酸铵，再搅拌引发交联，并置于紫外灯下光照，加速溶液凝胶化，冷却至室温后放入冰箱冷冻过夜后拿出解冻，得到水凝胶。本发明所使用的丙烯酸发生交联反应形成凝胶，纯交联后的PAA水凝胶机械强度好，但官能团较少；加入双键化多巴胺后，双键化多巴胺作为水凝胶骨架直接参与形成凝胶，可保证强度变化不大的情况下增加官能团，从而大大的增加了水凝胶对重金属离子的吸附效果；这样水凝胶可以作为对铅镉离子吸附更有效的吸附剂。

技术领域

本发明属于复合材料制备领域，具体涉及一种负载有双键化多巴胺的PAA水凝胶的制备方法。

背景技术

冶金工业在冶金活动过程中产生大量含重金属的废水。重金属铅、镉的水污染对人类健康具有潜在的影响，并且由于Pb、Cd的生物累积和生物放大，即使在低浓度下也对生态系统构成严重威胁。从水溶液中有效去除Pb、Cd已成为水处理的特别关注点。目前，包括膜过滤，电化学技术，离子交换，化学沉淀和吸附方法在内的多种处理技术和方法在从水中去除有毒重金属和放射性核素方面取得了成功的发展。

近年来，无机多孔材料和高分子聚合物被广泛研究用来吸附污染物。例如CaCO₃、TiO₂、海藻酸钠、壳聚糖、聚丙烯酸等，这些负载有多种官能团的聚合物水凝胶在水中能有效吸附多种污染物。而对于绝大多数的污染问题，采用吸附的方法来控制这些污染问题是一种比较有效的措施。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种负载有双键化多巴胺的PAA水凝胶的制备方法，包括以下步骤：

步骤一、将双键化多巴胺加入去离子水中，超声分散10～20min，得到双键化多巴胺分散液；

步骤二、将丙烯酸A与双键化多巴胺分散液混合，搅拌20～40min，然后加入过硫酸铵，再搅拌20～40min引发交联，并置于紫外灯下光照30～60min，加速溶液凝胶化，冷却至室温后放入冰箱冷冻过夜后拿出解冻，得到水凝胶。

优选的是，所述双键化多巴胺的制备方法为：将多巴胺盐酸盐加入硼酸钠与碳酸氢钠的混合溶液中，搅拌溶解，得到多巴胺混合溶液，然后将丙烯酸B溶解在四氢呋喃中，搅拌均匀后，将丙烯酸四氢呋喃溶液滴加到多巴胺混合溶液中，并加入NaOH溶液以调整pH≥8，搅拌反应过夜后，采用HCl溶液调整溶液pH至析出淡黄色产物，干燥，将干燥后的产物置于低温等离子体发生器中，通气，调节放电电压，采用射频放电，进行等离子体处理5～8min，得到双键化多巴胺；所述低温等离子体发生器通气的气体为氩气；所述低温等离子体发生器的放电电压为10kV～16kV。

优选的是，在所述双键化多巴胺的制备方法中将丙烯酸四氢呋喃溶液滴加到多巴胺混合溶液中的方式为：将丙烯酸四氢呋喃溶液采用电喷方法滴加到盛有多巴胺混合溶液的接收装置中，在滴加的同时对多巴胺混合溶液施加超声并搅拌；所述电喷方法为：将丙烯酸四氢呋喃溶液注入带不锈钢喷头的喷射容器内，然后用高压电源将电压施加在不锈钢喷头上，且将不锈钢喷头朝向接收装置中，并利用与喷射容器连接的推进泵将喷射容器内的丙烯酸四氢呋喃溶液通过不锈钢喷头滴入接收装置的多巴胺混合溶液中。

优选的是，所述硼酸钠与碳酸氢钠的混合溶液的配制方法为：将硼酸钠与碳酸氢钠加入水中搅拌溶解，得到混合溶液；所述硼酸钠与碳酸氢钠的质量比4～6:1；所述硼酸钠与水的质量比为1:6～10；所述多巴胺盐酸盐与硼酸钠的质量比为1：2～3；所述丙烯酸B与四氢呋喃的体积比为1:3～5；所述丙烯酸B与硼酸钠的质量比为1：2。