一种复合水凝胶的制备方法、复合水凝胶及其应用技术

本发明专利技术公开了一种复合水凝胶的制备方法，包括以下步骤：A：偕胺肟化聚丙烯腈的制备：将聚丙烯腈溶解于有机溶剂中进行偕胺肟改性处理，得到偕胺肟化聚丙烯腈；B：将步骤A得到的偕胺肟化聚丙烯腈用水洗涤，干燥；C：将海藻酸钠和步骤B制得的偕胺肟化聚丙烯腈混合，加入水，用搅拌器搅拌均匀后，滴入氯化钙溶液中，静置8－20个小时，得到复合水凝胶；D：将步骤C得到的复合水凝胶用水洗涤后，冷冻干燥。本发明专利技术提供的制取方法简便、成本低，其制备出的成品具有对铀吸附效率高、对铀选择吸附性强，制取简便、成本低，易于固液分离，循环利用效率高，降解后对水体无二次污染。

【技术实现步骤摘要】
一种复合水凝胶的制备方法、复合水凝胶及其应用
本专利技术涉及吸附材料
，更具体地说，特别涉及一种复合水凝胶的制备方法、复合水凝胶及其应用。
技术介绍
铀是一种放射性核素，被广泛应用于核电、国防等领域。铀对人体有化学和辐射毒性，可以损害人体肾脏，免疫系统，神经系统，生育能力甚至可能导致基因突变和癌症。核工业的开发过程中会产生大量的含铀废水，近年来，随着核工业的快速发展，铀引起的水污染问题越来越严重。因此，有效去除废水中的铀具有重要意义。使用吸附剂进行海水提铀时，首先将吸附剂放置到合适的海域进行长时间吸附，然后将吸附剂从海水中收集并进行一系列化学脱附程序，以获得富含铀的浓缩液并还原吸附剂。理想的吸附剂不仅具有良好吸附铀的吸附量和选择性，还应该具有较好的机械强度，能够经受吸附、脱附处理过程，并能重复使用多次。常用的高分子螯合吸附剂往往具有较好的吸附、脱附性能，但是力学强度不够，并且不能长时间、多次反复使用。现有技术的吸附材料重复使用率低，使用几次以后就会由于材料被严重破坏而无法使用。
技术实现思路
本专利技术提供了一种复合水凝胶的制备方法，制取方法简便、成本低，其制备出的成品具有对铀吸附效率高、对铀选择吸附性强，制取简便、成本低，易于固液分离，循环利用效率高，降解后对水体无二次污染。一种复合水凝胶的制备方法，包括以下步骤：A：偕胺肟化聚丙烯腈的制备：将聚丙烯腈溶解于有机溶剂中进行偕胺肟改性处理，得到偕胺肟化聚丙烯腈；B：将步骤A得到的偕胺肟化聚丙烯腈用水洗涤，干燥；C：将海藻酸钠和步骤B制得的偕胺肟化聚丙烯腈混合，加入水，用搅拌器搅拌均匀后，滴入氯化钙溶液中，静置8－20个小时，得到复合水凝胶；D：将步骤C得到的复合水凝胶用水洗涤后，冷冻干燥。上述的复合水凝胶的制备方法，优选地，步骤C中，混合的所述偕胺肟化聚丙烯腈和所述海藻酸钠的质量比为1：1。上述的复合水凝胶的制备方法，优选地，步骤C中，所述偕胺肟化聚丙烯腈和所述海藻酸钠均为800mg，加入的水为30mL，所述搅拌器为磁力搅拌器，搅拌时间为30分钟。上述的复合水凝胶的制备方法，优选地，步骤A制备偕胺肟化聚丙烯腈的操作具体为，将4－6重量份的聚丙烯腈、11－13重量份的盐酸羟胺、45－55重量份的水和35－45重量份的甲醇混合，搅拌均匀后，再加入碱性溶液调节PH值至中性，然后在60～80℃下反应1.5－3小时后，冷却后离心，收集上清液中的偕胺肟化聚丙烯腈。上述的复合水凝胶的制备方法，优选地，步骤A制备偕胺肟化聚丙烯腈的操作具体为：将5.0g聚丙烯腈、12g盐酸羟胺、50mL去离子水和50mL甲醇混合，搅拌均匀后，再加入1.0mol/L的Na2CO3调节PH值至中性，然后在70℃下反应2小时后，冷却后离心，收集上清液中的偕胺肟化聚丙烯腈。一种复合水凝胶，根据上述的复合水凝胶的制备方法制备而成。一种上述的复合水凝胶的应用，包括以下步骤：向含铀废水中投加所述复合水凝胶，在25－35℃温度下震荡吸附0－35h。上述的复合水凝胶的应用，优选地，所述含铀废水的PH值范围在2－9。上述的复合水凝胶的应用，优选地，往所述含铀废水中投加的复合水凝胶为0.05－0.60g/L。本专利技术提供的复合水凝胶的制备方法简单、容易操作，采用本专利技术提供的复合水凝胶的制备方法制备的成品、本专利技术提供的复合水凝剂，及其本专利技术提供的复合水凝剂的应用具有：对铀吸附效率高、对铀选择性强，制取简便、成本低，易于固液分离，循环利用效率高，降解后对水体无二次污染等优点，在放射性污染防控领域具有良好的应用前景。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例2提供的吸附剂在不同pH条件下吸附铀的折线图；图2为本专利技术实施例3提供的吸附剂在不同吸附时间内吸附铀的折线图；图3为本专利技术实施例4提供的吸附剂在不同固液比条件下吸附铀的折线图；图4为本专利技术实施例5提供的吸附剂在铀初始浓度不同时吸附铀的折线图；图5为本专利技术实施例6提供的吸附剂在不同温度下吸附铀的折线图；图6为本专利技术实施例7提供的吸附剂解析液的柱形图；图7为本专利技术实施例8提供的吸附剂的循环使用性能的柱形图。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。必须指出的是，除非上下文另外明确规定，否则如本说明书及所附权利要求中所用，单数形式“一”、“一个/种”和“该/所述”既可包括一个指代物，又可包括多个指代物(即两个以上，包括两个)。本专利技术中提及的“包含”、“包括”、“具有”以及类似术语并不意欲排除任何可选组分、步骤或程序的存在，而无论是否具体公开任何可选组分、步骤或程序。为了避免任何疑问，除非存在相反陈述，否则通过使用术语“包含”要求的所有方法可以包括一个或多个额外步骤、设备零件或组成部分以及/或物质。相比之下，术语“由……组成”排除未具体叙述或列举的任何组分、步骤或程序。除非另外说明，否则术语“或”是指单独以及以任何组合形式列举的成员。在本专利技术中，除非另外指明，温度均以℃表示或处于环境温度下，并且压力为大气压或接近大气压。存在反应条件(例如组分浓度、所需的溶剂、溶剂混合物、温度、压力和其它反应范围)以及可用于优化通过所述方法得到的产物纯度和收率的条件的多种变型形式和组合。将只需要合理的常规实验来优化此类方法条件。本专利技术提供一种复合水凝胶的制备方法，包括以下步骤：A：偕胺肟化聚丙烯腈的制备：将聚丙烯腈溶解于有机溶剂中进行偕胺肟改性处理，得到偕胺肟化聚丙烯腈；B：将步骤A得到的偕胺肟化聚丙烯腈用水洗涤，干燥；C：将海藻酸钠和步骤B制得的偕胺肟化聚丙烯腈混合，加入水，用搅拌器搅拌均匀后，滴入氯化钙溶液中，静置8－20个小时，得到复合水凝胶；D：将步骤C得到的复合水凝胶用水洗涤后，冷冻干燥。本专利技术提供的复合水凝胶的制备方法，作为优选方案，步骤C中，混合的所述偕胺肟化聚丙烯腈和所述海藻酸钠的质量比为1：1。本专利技术提供的复合水凝胶的制备方法，作为优选方案，步骤C中，所述偕胺肟化聚丙烯腈和所述海藻酸钠均为800mg，加入的水为30mL，所述搅拌器为磁力搅拌器，搅拌时间为30分钟。本专利技术提供的复合水凝胶的制备方法，作为优选方案，步骤A制备偕胺肟化聚丙烯腈的操作具体为，将4－6重量份的聚丙烯腈、11－13重量份的盐酸羟胺、45－55重量份的水和35－45重量份的甲醇混合，搅拌均匀后，再加入碱性溶液调节PH值至中性，然后在60～80℃下反应1.5－3小时后本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种复合水凝胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/nA：偕胺肟化聚丙烯腈的制备：将聚丙烯腈溶解于有机溶剂中进行偕胺肟改性处理，得到偕胺肟化聚丙烯腈；/nB：将步骤A得到的偕胺肟化聚丙烯腈用水洗涤，干燥；/nC：将海藻酸钠和步骤B制得的偕胺肟化聚丙烯腈混合，加入水，用搅拌器搅拌均匀后，滴入氯化钙溶液中，静置8－20个小时，得到复合水凝胶；/nD：将步骤C得到的复合水凝胶用水洗涤后，冷冻干燥。/n

【技术特征摘要】
1.一种复合水凝胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
A：偕胺肟化聚丙烯腈的制备：将聚丙烯腈溶解于有机溶剂中进行偕胺肟改性处理，得到偕胺肟化聚丙烯腈；
B：将步骤A得到的偕胺肟化聚丙烯腈用水洗涤，干燥；
C：将海藻酸钠和步骤B制得的偕胺肟化聚丙烯腈混合，加入水，用搅拌器搅拌均匀后，滴入氯化钙溶液中，静置8－20个小时，得到复合水凝胶；
D：将步骤C得到的复合水凝胶用水洗涤后，冷冻干燥。


2.根据权利要求1所述的复合水凝胶的制备方法，其特征在于，步骤C中，混合的所述偕胺肟化聚丙烯腈和所述海藻酸钠的质量比为1：1。


3.根据权利要求2所述的复合水凝胶的制备方法，其特征在于，步骤C中，所述偕胺肟化聚丙烯腈和所述海藻酸钠均为800mg，加入的水为30mL，所述搅拌器为磁力搅拌器，搅拌时间为30分钟。


4.根据权利要求1所述的复合水凝胶的制备方法，其特征在于，步骤A制备偕胺肟化聚丙烯腈的操作具体为，将4－6重量份的聚丙烯腈、11－13重量份的盐酸羟胺、45－55重量份的水和35－45重量份的甲醇混...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐双阳，朱冰玉，李乐，戴仲然，刘玲，
申请(专利权)人：南华大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43