一种用于表面污染物去除的可剥离水凝胶制造技术

本发明专利技术公开了一种去除基材表面污染物的水凝胶的制备方法及应用，属于环境保护领域。将浓度为1–4wt％的海藻酸钠(SA)水溶液涂覆于被污染的基材表面，然后在表面均匀喷洒1–4wt％的氯化钙(CaCl

【技术实现步骤摘要】
一种用于表面污染物去除的可剥离水凝胶
本专利技术属于环境保护
，具体涉及一种可剥离水凝胶的制备及其在表面污染物去除中的应用。将浓度为1–4wt％的海藻酸钠(SA)水溶液涂覆于被污染的基材表面，然后在表面均匀喷洒1–4wt％的氯化钙(CaCl2)溶液，促使SA组分交联形成水凝胶膜。表面污染物可以通过溶解、吸附等方式进入到水凝胶膜中，随后将水凝胶薄膜从表面剥离，可以有效地将污染物从基材表面去除。同时，可以在上述SA溶液中添加氧化石墨烯(GO)或乙二胺四乙酸(EDTA)等活性吸附组分来提高水凝胶膜对污染物的去除效果。该过程利用SA本身的亲水性及活性吸附组分与基材表面污染物的络合作用、氢键作用、静电作用、π-π作用等，对污染物进行溶解和吸附，然后将水凝胶薄膜从基材表面剥离，实现方便高效的基材表面污染物去除。
技术介绍
上世纪80年代，可剥离涂料发展势头迅猛，其实际用途也变得越来越广泛。首先，可剥离涂料可以用于仪器设备的保护，在运输、贮存及组装过程保护表面免受擦伤、碰伤、磨损等。其次，设备仪器在储存过程中，其表面容易被微生物、油污、潮气等侵蚀，从而导致表面的化学腐蚀,导致性能下降甚至失效报废，而涂覆可剥离涂料可以起到很好的防护作用。再者，在医院、化验室、制药厂、核设备厂等地方，有许多有害物质沉积导致的仪器、装置表面的污染，这些污染对从业人员来说是潜在的威胁。但是由于各种原因，这些表面通常不能用大量溶液进行清洗，因此导致清洗困难，去污时费时费力。举例来说，对于精密的电子仪器设备，其表面污染物的去除是一个难点，不当的方式对仪器设备的影响很大，甚至会造成损坏。因此，对这类表面污染来说，开发方便且高效的去污方法具有突出的重要性。目前来说，处理物体表面污染物的方法有多种，但大多方法使用范围小，且成本较高，不适合大规模的使用。吸附法是一种有效的污染物处理方法，被广泛用于水中污染物的处理，但在物体表面污染物的去除中研究较少，主要受限于合适可剥离表面吸附膜的制备。本专利技术主要提供一种可剥离表面去污水凝胶的制备方法及其应用。该方法以SA溶液或者添加活性吸附组分GO或EDTA的SA的混合溶液在表面涂敷，然后在表面喷洒CaCl2溶液诱导SA分子的交联原位形成水凝胶薄膜，待表面污染物溶解吸附到水凝胶膜中后，将水凝胶薄膜从基材表面剥离，实现方便高效的基材表面污染物去除。本专利技术具有以下突出优点：(1)本专利技术使用的材料环保无毒，安全性高；(2)本专利技术以溶液方式在表面进行涂敷成膜，溶液的流动性使其对表面形状具有自适应性，对于凹凸不平的表面也能实现很好的覆盖，形成紧密贴合的水凝胶薄膜；(3)本专利技术具有成膜快、易剥离、成本低的突出优点；(4)本专利技术利用SA本身的亲水性及活性吸附组分与表面污染物的相互作用对污染物进行溶解和吸附，以一种类似于“富集”的作用把物体表面污染物集中到水凝胶中，去污效果好；(5)本专利技术水凝胶薄膜可以从表面完全剥离并进行集中收集，方便下一步污染物的统一处理。综上，本专利技术可以实现快速去污，具有适应性强、对环境危害小等特点，是一种具有广泛应用前景的新型材料。
技术实现思路
本专利技术提供一种可剥离水凝胶的制备及其在表面污染物去除中的应用，包括如下步骤：(1)配制SA溶液或者添加活性吸附组分GO或EDTA的SA稠溶液，所配制溶液中各种组分浓度分别为：GO为0.1–1.5mg/mL(或者EDTA为1–25mg/mL)，海藻酸钠为1–4wt％。(2)将上述溶液涂覆于被污染的基材表面后，喷洒配制好的一定浓度(1–4wt％)的CaCl2溶液，形成可剥离膜，待成膜后干燥剥离即可去除基材表面的污染物。优选地，所述步骤(1)中GO浓度为0.2–1.0mg/mL，EDTA浓度为5–15mg/mL，SA浓度为2–3wt％，并使用涡旋超声使GO分散均匀。优选地，所述步骤(2)中CaCl2溶液的浓度为2–3wt％。优选地，所述步骤(2)中先将GO(或EDTA)/SA混合稠溶液涂覆基材表面再将CaCl2溶液喷洒涂料表面成膜。优选地，所述步骤(2)中可剥离膜后干燥后再剥离。本专利技术涉及的一种可剥离去污水凝胶用于基材表面污染物，具有较高的去除效率。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：(1)本专利技术具有成膜速度快、易剥离、去污效果好等特点；(2)本专利技术使用的材料是一种安全无毒、环保性好的材料；(3)本专利技术方法去除基材表面的污染物工艺简单、操作性强、效率高；(4)本专利技术以溶液方式在表面进行涂敷成膜，溶液的流动性使其对表面形状具有自适应性，可以实现对被污染表面的均匀涂覆，从而不依赖于基底形状，很好的对表面进行贴合；(5)本专利技术具有普适性，可以处理塑料、玻璃、金属材料等表面的有机物污染、放射性核素和重金属离子污染。。附图说明图1为本专利技术实施例1中罗丹明B的标准曲线。图2为本专利技术实施例1中基材表面罗丹明B的浓度紫外吸收光谱。图3为本专利技术实施例1中在不同基材表面制备的可剥离膜的剥离情况具体实施方式下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1：(1)配制50.0mg/L的罗丹明B标准储备液。(2)罗丹明B标准曲线的绘制：配制浓度为0、1、2、4、6、10、12、15、25mg/L的罗丹明B的标准溶液，利用紫外分光光度计测量其在554nm处的吸光度，并作标准曲线。(3)用移液枪精确吸取15mL浓度为50.0mg/L罗丹明B溶液于培养皿中，倒入塑料培养皿待其干燥，模拟基材表面的污染物。(4)将掺杂1mg/mLGO的3wt％SA溶液均匀涂布在表面有污染物的培养皿中，喷洒3wt％CaCl2溶液于GO/SA混合溶液之上，成膜后静置12小时。(5)待干燥后揭下薄膜，取5mL纯水于塑料培养皿中，将培养皿中未被吸附的罗丹明B溶解，使用紫外分光光度计测其在554nm处的吸光值，并根据之前测的罗丹明B标准曲线计算吸附量。经过检测，在罗丹明在塑料培养皿总含量为750mg时，利用可剥离涂料处理后，基材表面罗丹明B剩余量为3.9715mg，吸附效率达99.471％。实施例2:(1)配制50.0mg/L的亚甲基蓝标准储备液。(2)亚甲基蓝标准曲线的绘制：配制浓度为0、1、2、3、6、8、10mg/L的亚甲基蓝的标准溶液，利用紫外分光光度计测量其在664nm处的吸光度，并作标准曲线。(3)用移液枪精确吸取15mL浓度为50.0mg/L亚甲基蓝溶液于培养皿中，倒入塑料培养皿待其干燥，模拟基材表面的污染物。(4)将掺杂1mg/mLGO的3wt％SA溶液均匀涂布在表面有污染物的培养皿中，喷洒3wt％CaCl2溶液于GO/SA混合溶液之上，成膜后静置12小时。(5)待干燥后揭下薄膜，取5mL纯水本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于表面污染物去除的可剥离水凝胶，其特征在于，其制备和使用包括以下步骤：/n(1)制备浓度为1–4wt％的海藻酸钠(SA)水溶液。/n(2)将上述溶液涂覆于被污染的基材表面，然后在表面均匀喷洒CaCl

【技术特征摘要】
1.一种用于表面污染物去除的可剥离水凝胶，其特征在于，其制备和使用包括以下步骤：
(1)制备浓度为1–4wt％的海藻酸钠(SA)水溶液。
(2)将上述溶液涂覆于被污染的基材表面，然后在表面均匀喷洒CaCl2溶液，诱导SA的原位交联使溶液转化为水凝胶成膜，等待水凝胶固化稳定并对表面污染物进行溶解吸附。
(3)将水凝胶膜从基材表面剥离，即可将基材表面的污染物方便地去除。


2.根据权利要求1所述的可剥离去污水凝胶的制备方法，其特征在于以可GO(或EDTA)/SA的混合稠溶液对基材表面进行涂覆，然后在表面均匀喷洒1–4wt％的CaCl2溶液促使SA交联形成水凝胶。


3.根据权利要求1所述的可剥离去污水凝胶的制备方法，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹美文，姚明宇，沈阳，位强，田蓓，杜洪龙，张宇欣，丁榛，王生杰，夏永清，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：山东;37