[发明专利]邻二醇功能化大孔通孔材料及其制备方法和硼酸吸附应用

说明书

一种邻二醇功能化大孔通孔材料及其制备方法和硼酸吸附应用，(1)向聚乙撑亚胺水溶液中加入阴离子性表面活性剂；(2)向体系中加入微晶纤维素作为支撑材料，并高速振荡数分钟形成水包空气乳液；(3)向水包空气乳液中加入交联剂并在高速振荡数分钟使聚乙撑亚胺发生部分交联，使乳液固化形成块料；(4)经真空脱水形成通孔材料，微晶纤维素的存在能防止多孔材料在脱水过程中整体大幅收缩，然而局部微观收缩仍将发生，从而形成多孔通孔结构，并碱洗洗去孔表面吸附的阴离子表面活性剂；(5)多孔材料表面的氨基氢经缩水甘油醚处理转化为邻二醇功能基。本发明具有制备简便、吸附量大、再生条件温和、可多次再生和不掉粉特点。

技术领域

本发明属于水处理和分离技术领域，具体涉及一种邻二醇功能化的多孔材料及其制备方法和硼酸吸附应用。

背景技术

海水淡化技术已经在全世界获得了广泛应用，但淡化海水中往往含超标的硼酸。硼酸离子尺寸小，膜穿透能力强，常规(反)渗透膜不能阻拒它；同时硼酸存在形式随pH变化而有多种形式，这给硼酸处理带来一定挑战。吸附方法中，邻二醇和邻多醇对硼酸有良好效果，具有邻多醇结构的糖衍生物可用于硼酸吸附。大孔通孔聚合物有较高比表面，较快的物质交换速率，是受欢迎的吸附载体材料。利用高内相或中内相乳液可以制备大孔通孔材料，但以廉价高效方式在多孔材料孔壁上引入邻多醇的方法仍十分有限。虽然有多种方法可以获得带邻二醇的多孔吸附材料，但耐酸碱的还十分有限。由于吸附剂再生时大多需要酸碱处理，这对吸附剂提出了重要要求。目前，满足现实需求的吸附剂法仍较少。

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邻二醇多孔材料的制备方法，邻二醇和邻多醇相比对硼酸的吸附差异不大。

本发明的第二个目的是制备上述邻二醇多孔材料。

本发明的第三个目的是提供上述邻二醇多孔吸附剂的用途。

为达到上述目的，本发明的解决方案是：

一种邻二醇功能化多孔材料的制备方法，包括如下步骤：

(1)向聚乙撑亚胺水溶液中加入一定量的阴离子性表面活性剂，与带正电的聚乙撑亚胺作用形成超分子乳化剂；

(2)向体系中加入一定量的微晶纤维素，并高速振荡数分钟形成水包空气乳液，其中阴离子表面活性剂的亲油端朝向空气；

(3)向水包空气乳液中加入交联剂并在高速振荡数分钟使聚乙撑亚胺发生部分交联，使乳液固化形成块料；

(4)经真空脱水形成通孔材料(真空和加热联用，对两个参数并无严格要求，只要体系中的水分超过一半脱出即可形成通孔材料，微晶纤维素的存在能防止多孔材料在脱水过程中整体大幅收缩，然而局部微观收缩仍将发生，从而形成多孔通孔结构)，并碱洗洗去孔表面吸附的阴离子表面活性剂；

(5)将多孔材料浸入含缩水甘油醚的溶液(溶剂可为乙醇，甲醇等常规有机溶剂)，使氨基氢转化为邻二醇功能基。

优选地，步骤(1)中，聚乙撑亚胺分子量在2000D以上，其水溶液浓度应为20％-50％质量百分比。

优选地，步骤(1)中，聚乙撑亚胺可为线性或支化结构，分子量在2000D以上，其水溶液浓度应为20％±5％质量百分比。

优选地，步骤(1)中，阴离子表面活性剂可为十二烷基苯磺酸钠、十二到十六碳的单脂肪酸、十二烷基硫酸钠等，其用量为聚乙撑亚胺质量的35±5％。

优选地，步骤(2)中，微晶纤维素用量为聚乙撑亚胺质量的50-80％。

优选地，步骤(3)中，交联剂为聚乙二醇二甘油醚或戊二醛，其用量为聚乙撑亚胺重复单元的10–20mol％。

优选地，步骤(5)中，缩水甘油醚的用量为聚乙撑亚胺重复单元的150–300mol％。