[发明专利]一种通过聚多巴胺实现磷矿资源二次利用的工艺

说明书

本发明提供的通过聚多巴胺实现磷矿资源二次利用的工艺，涉及功能高分子材料及其制备领域。该通过聚多巴胺实现磷矿资源二次利用的工艺包括：对磷矿渣进行高温活化处理，以将磷矿渣制备成多孔碳材料；制备聚偏氟乙烯基体膜；搅拌去离子水和盐酸多巴胺的混合溶液；在混合溶液中加入多孔碳材料和聚偏氟乙烯基体膜，且多孔碳材料与聚偏氟乙烯基体膜的重量比范围在1:1‑2:1之间；加入碳酸钠，调节溶液的pH值至预设值；在反应结束后，取出聚偏氟乙烯基体膜，利用去离子水清洗聚偏氟乙烯基体膜，至清洗水呈中性，冷冻干燥制得聚多巴胺粘附聚偏氟乙烯或多孔碳杂化膜。本发明可以实现磷矿资源的二次利用，且方法简单、易操作，制成的聚偏氟乙烯膜的稳定性好。

技术领域

本发明涉及功能高分子材料及其制备领域，具体而言，涉及一种通过聚多巴胺实现磷矿资源二次利用的工艺。

背景技术

聚偏氟乙烯(简称PVDF)是一种工程塑料，因其物化稳定性好，常被作为一种性能优异的功能高分子材料制备成平板膜或中空纤维膜，应用于水处理等领域。对于材料的本体或膜的改性以提高膜在吸附分离领域的研究报道概括起来就可分为六大类，包括共混、光化学方法(如紫外照射)或等离子体表面接枝、表面先接单体再接枝改性分子、直接接枝改性小分子、接枝反应活性小分子再共价接枝聚合物或活性大分子和表面涂层法。

其中表面涂层的方法由于改性添加剂直接存在于基体材料表面，因此具有改性效果优异，操作方便等优点。但涂覆后的涂层和基体材料的稳定性一直是这种改性手段存在的问题。

磷矿渣是磷矿生产过程中所留下的对环境具有一定污染性的矿物性废料，由于本身具有一定的疏松结构，因此对其进行高温活化后会形成多孔碳材料。由于活化后的磷矿渣具有分子孔隙，因此具有良好的吸附性能。但受其自身力学性质的限制，因此很少直接用于吸附材料的制备。

发明内容

本发明的目的包括，例如，提供一种通过聚多巴胺实现磷矿资源二次利用的工艺，其可以实现磷矿资源的二次利用，且方法简单、易操作，制成的聚偏氟乙烯膜的稳定性好。本发明提供通过聚多巴胺进行粘附的活化磷矿渣多孔碳进行表面杂化的聚偏氟乙烯膜，杂化聚偏氟乙烯膜表面的多孔碳由于通过聚多巴胺的粘附作用和聚偏氟乙烯基体结合具有良好的稳定性，不会在使用过程中从聚偏氟乙烯膜基体表面脱落。活化的磷矿渣多孔碳材料分子结构中具有极性官能团及分子孔隙，因此对染料分子具有良好的吸附性能；同时，由碳材料作为表面涂层的聚偏氟乙烯膜的制备方法，方法简单、易操作，本发明可以实现磷矿废渣的处理，为磷矿渣造成的环境污染提供一种解决思路。

本发明的实施例可以这样实现：本发明实施例提供一种通过聚多巴胺实现磷矿资源二次利用的工艺，一种通过聚多巴胺实现磷矿资源二次利用的工艺，用于实现磷矿资源的二次利用，所述工艺包括：

对磷矿渣进行高温活化处理，以将所述磷矿渣制备成多孔碳材料；

制备聚偏氟乙烯基体膜；

搅拌去离子水和盐酸多巴胺的混合溶液；

在所述混合溶液中加入所述多孔碳材料和所述聚偏氟乙烯基体膜，且所述多孔碳材料与所述聚偏氟乙烯基体膜的重量比范围在1:1-2:1之间；

加入碳酸钠，调节溶液的pH值至预设值；

在反应结束后，取出所述聚偏氟乙烯基体膜，利用去离子水清洗所述聚偏氟乙烯基体膜，至清洗水呈中性，冷冻干燥制得聚多巴胺粘附聚偏氟乙烯或多孔碳杂化膜。

进一步地，在可选的实施例中，在所述对磷矿渣进行高温活化处理，以将所述磷矿渣制备成多孔碳材料的步骤中，所述高温活化处理的温度范围在600℃-900℃之间，且所述磷矿渣处于氮气气氛下，预设时间后，将高温活化处理后的磷矿渣研磨制成所述多孔碳材料。

进一步地，在可选的实施例中，所述对磷矿渣进行高温活化处理，以将所述磷矿渣制备成多孔碳材料的步骤中，所述磷矿渣位于管式炉中进行高温活化处理；预设时间范围在4h-8h之间。