[发明专利]具巯基磁性水凝胶及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于吸附材料技术领域，具体涉及一种具巯基磁性水凝胶及其制备方法及对重金属离子吸附中的应用。

技术背景

近年来，重金属在工业行业的使用率呈现指数增长，尤其是随着采矿业、蓄电池业、化石能源业、电镀行业以及电子工业等行业的蓬勃发展，重金属污染对人类生存环境的威胁日益显著。重金属进入环境，会抑制环境中各级生物的新陈代谢，对人类生理机能，智力等产生危害，同时由于重金属污染物的持久性、有毒性以及生物化学不可降解性，一旦进入环境，将在环境中长期或永久地存在。

水环境中重金属离子的去除已是刻不容缓的问题。目前应用较多的去除重金属的方法主要有化学沉淀法、膜分离法、中和法、离子交换法、共沉淀法以及吸附法。其中吸附法操作方便，对重金属离子的去除效率高，在重金属污染治理中最具应用前景，也是最为常用的技术。

理想的吸附材料有两个显著特征：与目标污染物结合力强；比表面积大，有充足的活性位点。目前研究较多的吸附材料是多孔吸附材料，如天然/人工合成沸石分子筛、活性炭、离子树脂、螯合树脂等。水凝胶是一种经适度交联而具有三维网络结构的新型功能高分子材料，它在水中能够溶胀并保持大量水分，而其本身又不溶于水，具有很强的亲水性、稳定性和生物相容性，在水凝胶中存在大量的功能基团，作为新型吸附剂对染料和重金属的吸附近年来备受关注。

专利申请号CN200710008807.X公开了一种以丙烯酸单体或丙烯酰胺单体与丙烯酸单体或丙烯酰胺单体或水溶性聚合物通过预聚合反应制备的一种互穿网络水凝胶的方法。专利申请号CN201010573006.X公开了一种低温光聚合制备水凝胶的新方法。专利申请号CN201110092271.0公开了一种网络聚合物水凝胶及其制备方法，制备采用两步法，首先利用聚乙二醇PEG与马来酸酐酯化反应，得端基为羧基的聚乙二醇马来酸酐双酯，再将其与N-异丙基丙烯酰胺或丙烯酰胺等功能性单体原位聚合，化学交联或UV光引发交联后，其共聚物形成软网络微区，而功能性单体的均聚物形成硬网络骨架，构成DN网络聚合物水凝胶。另外，张青梅等（巯基树脂的合成及对Hg²⁺的吸附特征．环境科学研究．2010）报道了使用聚苯乙烯交联微球为前驱体，经一系列反应合成了一种苯环上含巯基的离子交换树脂(巯基树脂)，研究了巯基树脂对水中Hg²⁺的吸附特征。李文波等（化学交联聚乙烯醇(PVA)水凝胶的合成、表征及溶胀特性．高分子学报．2006）报道了用环氧氯丙烷作交联剂，制备了一种聚乙烯醇水凝胶，并用FTIR和GPC方法对其结构作了表征。Ozgur Ozay等（Removal oftoxic metal ions with magnetichydrogels．Water Research．2009）报道了以2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（AMPS）为单体，采用UV光引发交联制备P（AMPS）水凝胶，并对其改性得到磁性复合凝胶，用于重金属的吸附。

现有的人工合成的高分子水凝胶由于具有氨基、羧基、羟基、巯基等一种或几种功能基团，对重金属离子的去除有一定效果，但是现有的人工合成方法大多合成途径复杂，需要添加交联剂、引发剂，使用有机溶剂，得到的聚合物水凝胶纯度不高，影响对重金属的去除效果，并且吸附完成后对水凝胶的回收也是一个待解决的问题。

发明内容

本发明目的是提供一种吸附重金属的具巯基磁性水凝胶的制备和应用。