一种通过聚多巴胺实现磷矿资源二次利用的工艺制造技术

本发明专利技术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

【技术实现步骤摘要】
一种通过聚多巴胺实现磷矿资源二次利用的工艺


[0001]本专利技术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。

技术介绍

[0002]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。
[0003]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。
[0004]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。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的包括，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。本专利技术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，本专利技术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。
[0006]本专利技术的实施例可以这样实现：本专利技术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：
[0007]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；
[0008]制备聚偏氟乙烯基体膜；
[0009]搅拌去离子水和盐酸多巴胺的混合溶液；
[0010]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；
[0011]加入碳酸钠，调节溶液的pH值至预设值；
[0012]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。
[0013]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。
[0014]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。
[0015]进一步地，在可选的实施例中，所述制备聚偏氟乙烯基体膜的步骤包括：
[0016]将聚偏氟乙烯和溶剂加入反应器中，搅拌得到中间溶液；
[0017]将所述中间溶液经脱泡和熟化处理，得到改性铸膜液；
[0018]采用旋涂法在匀胶机上进行涂膜，并通过液
‑
液相分离法得到所述聚偏氟乙烯基体膜。
[0019]进一步地，在可选的实施例中，在所述将聚偏氟乙烯和溶剂加入反应器中，搅拌得到中间溶液的步骤中，所述聚偏氟乙烯的重量份含量为15份
‑
20份，所述溶剂的重量份含量为80份
‑
85份。
[0020]进一步地，在可选的实施例中，所述溶剂为N,N
’‑
二甲基甲酰胺、N
‑
甲基吡咯烷酮或N,N
’‑
二甲基乙酰胺。
[0021]进一步地，在可选的实施例中，在所述将聚偏氟乙烯和溶剂加入反应器中，搅拌得到中间溶液的步骤中，搅拌的温度范围在50℃
‑
60℃之间，搅拌时间范围在4h
‑
6h之间。
[0022]进一步地，在可选的实施例中，所述聚偏氟乙烯基体膜的膜厚度范围在50μm
‑
100μm。
[0023]进一步地，在可选的实施例中，在所述搅拌去离子水和盐酸多巴胺的混合溶液的步骤中，混合溶液的浓度为0.01mol/L
‑
0.05mol/L，开始搅拌的转速为500rpm。
[0024]进一步地，在可选的实施例中，所述加入碳酸钠，调节溶液的pH值至预设值的步骤中，加入碳酸钠调节溶液的pH值至8.5，反应温度为60℃，反应时间范围为6h
‑
8h之间。
[0025]本专利技术提供的通过聚多巴胺实现磷矿资源二次利用的工艺具有以下有益效果：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，本专利技术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。本专利技术所述聚多巴胺粘附聚偏氟乙烯/多孔碳杂化膜表面的多孔碳材料由于聚多巴胺的涂覆会稳定存在于聚偏氟乙烯膜表面中，达到永久改性的目的。
附图说明
[0026]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附
图作简单地介绍。应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定。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，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0027]图1为本专利技术具体实施例所述的通过聚多巴胺实现磷矿资源二次利用的工艺示意图。
具体实施方式
[0028]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施例做详细的说明。
[0029]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，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，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
[0030]因此，以下本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一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，其特征在于，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。2.根据权利要求1所述的通过聚多巴胺实现磷矿资源二次利用的工艺，其特征在于，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。3.根据权利要求2所述的通过聚多巴胺实现磷矿资源二次利用的工艺，其特征在于，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。4.根据权利要求1所述的通过聚多巴胺实现磷矿资源二次利用的工艺，其特征在于，所述制备聚偏氟乙烯基体膜的步骤包括：将聚偏氟乙烯和溶剂加入反应器中，搅拌得到中间溶液；将所述中间溶液经脱泡和熟化处理，得到改性铸膜液；采用旋涂法在匀胶机上进行涂膜，并通过液
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液相分离法得到所述聚偏氟乙烯基体膜...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑彦涛，张明忠，徐毛伟，聂胜强，王壹，罗军，褚维，冉小小，罗洋，周虎生，
申请(专利权)人：贵阳学院，
类型：发明
国别省市：