[发明专利]一种超分子块体薄膜及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种超分子块体薄膜，该薄膜以离子型表面活性剂和聚电解质为原料制备得到。原料种类多，可以依据污水特点进行选择组合离子型表面活性剂和多种聚电解质进行制备，适用性强。该薄膜的制备在室温环境下进行，全程在水中完成，无需添加有机溶剂，也无需施加高温高压，为完全绿色化学工艺，制备设备简单，在工业中易于实现。得到的超分子块体薄膜具有自支撑性和可弯折性，力学性能好，易修复和再生，可循环使用，大幅降低了污水处理成本。

技术领域

本发明属于有机污染物吸附材料技术领域，具体涉及一种用于吸附有机污染物的超分子块体薄膜。

背景技术

目前，由于科技工业的快速发展，造成水资源严重污染，使水资源逐渐枯竭。作为全球性的问题，水资源短缺严重影响了世界各国的经济可持续发展和生态安全。其中，石油等有机化学品的泄漏和废水排放是造成水污染的主要原因。要从水中去除这些有机污染物，需要有效但经济的吸收材料。

传统的吸附材料，如活性炭、天然纤维和沸石，都存在吸收能力低、不可回收或再生过程能耗高等问题。为了解决这些问题，人们致力于开发先进的吸附剂。迄今为止，已经制备了许多特殊的材料，如氮化硼纳米片、石墨烯基气凝胶/海绵、碳纳米管基气凝胶/海绵。然而，它们的实际成本昂贵，制备条件苛刻，阻碍了它们的规模化生产和实际应用。与之相反，价格低廉、制备简单、可再生、具有规模化生产能力的吸附材料比生产工艺复杂的吸附剂更有发展前景。

高效的吸油能力要求吸油材料具有较大的比表面积。在这方面，多孔或薄膜/膜材料具有天然的优势。与通常由复杂化学物质制成的多孔材料相比，可以更容易地生成薄膜。

因此，目前急需一种力学性能能够满足使用要求，制作工艺简单环保，可重复利用，能够用来处理有机污染物的薄膜。

发明内容

为了解决上述问题，本发明人进行了锐意研究，结果发现：一种超分子块体薄膜，通过压制包含离子型表面活性剂和聚电解质的静电组装体制备得到。该超分子块体薄膜可实现自支撑、可弯折的性能，并且力学性能优异，容易修复。其制备方法简易温和，环境友好，具有广泛普适性。该薄膜可在短时间内快速吸附水体中的有机污染物，可再生循环利用，推广到实际应用中，从而完成了本发明。

本发明的目的在于提供以下方面：

本发明第一方面提供一种超分子块体薄膜，所述薄膜由包含离子型表面活性剂和聚电解质的静电组装体制备得到。

所述静电组装体包含离子型表面活性剂和聚电解质，其中，离子型表面活性剂和聚电解质在水溶液中带相反电荷。

优选地，静电组装体还包含磁性粒子，所述磁性粒子优选选自含铁磁性粒子、含钴磁性粒子或含镍磁性粒子中的一种或两种以上，更优选为Fe₃O₄颗粒、氧化钴颗粒或氧化镍颗粒的一种或两种以上，如Fe₃O₄颗粒。

本发明第二方面的目的提供所述超分子块体薄膜的制备方法，所述方法以离子型表面活性剂和聚电解质为原料制备得到。优选地，所述方法具体包括以下步骤：

步骤1、将离子型表面活性剂加入到聚电解质水溶液中，搅拌反应，得到含有静电组装体的悬浊液；

步骤2、分离悬浊液，得到静电组装体；

步骤3、对静电组装体进行压制，得到超分子块体薄膜。

本发明第三方面的目的在于提供所述超分子块体薄膜的修复方法。所述方法包括：

方法一：将待修复薄膜在潮湿环境下接触放置6-15小时，优选放置8-12小时，残损薄膜即能接触修复为整体薄膜。

方法二：待修复薄膜在外加压力作用下修复为整体薄膜，具体包括以下步骤：

步骤a、将待修复薄膜进行润湿，得到浸润后待修复薄膜；