[发明专利]一种单宁-聚乙烯亚胺复合材料及其用途

说明书

本发明公开了一种由单宁和聚乙烯亚胺作用合成的单宁‑聚乙烯亚胺复合材料，并公开了该单宁‑聚乙烯亚胺复合材料的制备方法，本发明的单宁‑聚乙烯亚胺复合材料由单宁和聚乙烯亚胺复合而得，对重金属离子具有优异的吸附性能，在重金属污水处理领域具有广阔的应用前景。单宁具有大量的酚羟基，聚乙烯亚胺中含有大量的伯胺、仲胺和叔胺，两种功能物质通过氢键作用合成复合材料，并且不引入其他有毒有害物质，是一种绿色可行的合成方法。

技术领域

本发明属于高分子化学技术领域，具体涉及一种单宁-聚乙烯亚胺复合材料及其用途。

背景技术

重金属污染物对生态环境的危害众所周知，由工业三废的排放而引起的水环境重金属污染已成为严重的环境问题。重金属在环境介质中不能被生物降解，通过食物链在生物体内富集，并可能转化为毒性更强的化学形态，在生物链中某些生物达到致毒水平，最终在人体内蓄积而危害人体健康。目前，去除废水中重金属离子的方法主要有化学沉淀法、膜分离法、离子交换法、电解法和吸附法等，其中生物吸附法以其高效、环境友好的特点引起了业界的高度关注，把农业废弃物物如蔗渣、秸秆、椰子壳、树皮、锯屑等经处理加工成生物质吸附剂，用于含重金属废水的处理成为环境工程领域的一大研究热点。生物材料的吸附机理一般是基于吸附剂与生物质表面官能团之间的物理化学相互作用，如静电相互作用、离子交换、金属离子螯合等。

单宁也叫鞣酸，系由五倍子中得到的一种鞣质，具有许多性质，其中单宁与重金属之间的作用成为众多环境处理领域专家研究的重点。单宁中存在的丰富酚羟基可以与金属离子发生静电结合和络合反应形成稳定的络合物，从而使其与水体分离，所以其在污水处理中已经作为一种高效的吸附剂得到广泛应用。然而，由于单宁在水中具有很强的溶解性，所以在用作吸附剂之前必须对其进行化学改性或将其固定在非水溶性基质上。

聚乙烯亚胺(PEI)是一种典型水溶性聚胺，PEI中含有大量的伯胺、仲胺和叔胺，对部分重金属离子具有很强的螯合作用，在高分子染料、造纸、催化、絮凝剂、纤维改性、基因传递、生物医学等领域有广泛的应用，具有生物相容性，使用过程中不会对环境造成二次污染。PEI在水溶液中以游离分子态形式存在，直接作为吸附剂不易分离回收、易流失，制约了PEI作为吸附剂在实际中的应用。因此需要将PEI固载在基质材料上，或进行接枝和交联改性形成更适应环境污染治理的形貌和材质。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种单宁-聚乙烯亚胺复合材料及其用途。

本发明的单宁-聚乙烯亚胺复合材料，是由单宁和聚乙烯亚胺作用合成的。

本发明的单宁-聚乙烯亚胺复合材料，通过以下方法制备：

(1)将单宁溶解于蒸馏水中；

(2)将聚乙烯亚胺制成质量分数为25％的水溶液；

(3)将聚乙烯亚胺溶液逐滴加入单宁溶液中，室温下搅拌反应12～48小时；

(4)离心收集沉淀，并用蒸馏水洗涤沉淀3～5次，50℃干燥12小时后即得单宁-聚乙烯亚胺复合材料。

其中，所述聚乙烯亚胺与所述单宁的质量比为0.25～1.75；进一步地，所述聚乙烯亚胺与所述单宁的质量比优选为0.75。

其中，步骤(1)将单宁溶解于蒸馏水中，制得质量分数为1％的溶液。

其中，步骤(3)将聚乙烯亚胺溶液逐滴加入单宁溶液中，室温下搅拌反应24小时。

本发明的单宁-聚乙烯亚胺复合材料可用于重金属污水的处理。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：