【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于化学材料，具体涉及一种银-阳离子聚合物复合改性三维多孔材料的制备及应用。
技术介绍
1、随着现代工业的蓬勃发展，由此产生的环境问题，特别是水污染问题，已经引起了广泛关注。多种有机污染物，如化工残留染料、医药中间体、食品添加剂、重金属、氯化物去污剂、碳氢化合物软化剂和芳香族化合物是主要的环境污染源。同时由于其固有结构的稳定性，许多污染物对传统的物理化学降解存在抵抗性，同时缺乏生物降解性。直接排放含有高浓度污染物的废水，不仅会导致生态问题，而且可能会对人类造成潜在的健康风险。
2、目前，不同种类的吸附剂已被报道用于污染物的去除，如碳基材料，纳米复合材料，粘土和凝胶。然而，这些材料的缺点是制备步骤繁琐，再生效果有限，能源和时间消耗高，限制了它们的工业应用。此外，这些吸附剂只能转移废水中的污染物，由此产生的吸附剂-污染物通常通过传统的化学再生和电化学辅助脱附来处理，在废旧吸附剂的再生过程中会产生高浓度的有机废水，这可能会造成二次污染和额外的处理费用。结合高级氧化工艺将是解决这些问题的方法之一。因此，开发出具备吸附和催化双重功能的材料，将是高效和环境友好地处理有机废水的关键。
3、当前，具有独特的特性的阳离子聚合物，如聚苯胺、聚吡咯、苯二胺聚合物等，已经广泛地应用于许多领域。例如，聚苯胺(pani)具有由类苯胺连接的骨架结构，具有大量的苯环和丰富的带正电的活性基团，即胺和亚胺，这使得它可以通过多重相互作用实现对污染物的良好吸附。另一方面，pani固有的导电性和上述高碳含量的主链结构使其可能具有与n掺杂
4、然而，在典型的合成条件下制备的上述阳离子聚合物为粉末状，易于团聚，不利于与溶液之间的传质，限制了吸附、催化和富集的快速发生。粉末状的吸附剂通常也需要额外的处理步骤实现回收，这无疑在一定程度上增加了时间和经济成本。同时，功能化材料在实际应用中容易受到微生物的污染，导致性能的降低和有限的使用寿命。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种银-阳离子聚合物复合改性三维多孔材料的制备及应用。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、一种银-阳离子聚合物复合改性三维多孔材料，采用以下步骤制备：
4、步骤1，将0.003-0.05mol反应单体加至40ml酸性溶液中，然后加入1.0-4.5g硝酸银固体，将50-150mg三维多孔材料浸入该溶液中，得到溶液a；将0.75-3g引发剂溶解于40ml酸性溶液中，得到溶液b；
5、步骤2，将预冷的溶液b加至预冷的溶液a中，混合后低温静置反应，反应结束后得到改性三维多孔材料。
6、优选地，所述三维多孔材料为活性炭、碳气凝胶、织物、石墨烯海绵、聚乙烯醇海绵、聚氨酯海绵、三聚氰胺海绵中的一种。
7、优选地，所述单体为苯胺、间氨基苯硼酸、间苯二胺、邻苯二胺、吡咯、吡咯衍生物的一种或多种。
8、优选地，所述引发剂为过硫酸铵、重铬酸钾、高碘酸钾、氯化铁、过氧化氢、硫酸铈、二氧化锰、过氧化苯甲酰中的一种或多种。
9、优选地，所述酸性溶液为盐酸，硫酸，磷酸，醋酸，甲酸，植酸，硝酸中的一种。考虑到银的原位还原，酸性溶液的浓度选择取决于银离子在此酸性条件下的溶解度。
10、优选地，所述酸性溶液的物质的量浓度为0.5-3mol/l。
11、优选地，所述溶液a和溶液b的预冷温度为2-10℃，预冷时间为15-60min。
12、优选地，步骤2中所述反应温度为2-10℃，静置反应时间为2-12h。
13、在本专利技术的一个实施例中，所述三维多孔材料先经预处理再进行反应。所述预处理的过程为：首先将三维多孔材料用乙醇和水洗涤，然后干燥备用。
14、在本专利技术的一个实施例中，将预冷的溶液b加至预冷的溶液a中，采用振摇混合，振摇时间为30-90s。
15、采用上述方法制得的银-阳离子聚合物复合改性三维多孔材料，可通过吸附、过滤和催化等多模式用于环境污染物的去除，也可广泛应用于样品前处理领域，通过固相萃取等方式实现对食品添加剂、药用辅料、药物等的富集检测。
16、本专利技术设计将阳离子聚合物负载于具有三维多孔结构的载体上，并在此过程中一步引入银纳米粒子，不仅可以改善其可回收性和抑菌性，而且能够协同促进吸附和催化性能。
17、本专利技术的制备方法充分利用了反应单体的聚合和还原特性，无需加热，耗时短，具有操作简便，经济成本低和易于规模化生产的优势。制得的复合材料兼具吸附、催化、抗菌和富集能力，并且易于分离回收，不仅可以用于污水处理领域，通过吸附、过滤和催化等多模式用于染料、抗生素、非甾体抗炎药等环境污染物的去除，也可广泛应用于样品前处理领域，通过固相萃取等方式实现对食品添加剂、药物、药用辅料等的富集检测。
18、本专利技术的具有以下优点：
19、1.本专利技术利用了反应单体的聚合和还原特性，通过一步反应制备了负载银和阳离子聚合物的三维多功能复合材料，制备方法简单，降低了功能材料的制备成本，易于规模化生产。
20、2.根据本专利技术的方法制得的三维复合材料吸附行为快、过硫酸盐活化性能优异、抗菌活性高、富集能力强，同时易于分离回收。
21、3.本专利技术中的三维多孔材料包括但不限于聚乙烯醇海绵、气凝胶、石墨烯海绵、聚氨酯海绵、三聚氰胺海绵中的一种，可根据不同的需求选择不同的基底进行制备。
22、4.本专利技术制备的功能性复合材料，可通过吸附、过滤和催化等多模式用于环境污染物的去除，也可广泛应用于样品前处理领域，通过固相萃取等方式实现对食品添加剂、药用辅料、药物等的富集检测。
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1.一种银-阳离子聚合物复合改性三维多孔材料，其特征在于，采用以下步骤制备：
2.根据权利要求1所述的银-阳离子聚合物复合改性三维多孔材料，其特征在于，所述三维多孔材料为活性炭、碳气凝胶、织物、石墨烯海绵、聚乙烯醇海绵、聚氨酯海绵、三聚氰胺海绵中的一种。
3.根据权利要求1所述的银-阳离子聚合物复合改性三维多孔材料，其特征在于，所述单体为苯胺、间氨基苯硼酸、间苯二胺、邻苯二胺、吡咯、吡咯衍生物的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的银-阳离子聚合物复合改性三维多孔材料，其特征在于，所述引发剂为过硫酸铵、重铬酸钾、高碘酸钾、氯化铁、过氧化氢、硫酸铈、二氧化锰、过氧化苯甲酰中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的银-阳离子聚合物复合改性三维多孔材料，其特征在于，所述酸性溶液为盐酸，硫酸，磷酸，醋酸，甲酸，植酸，硝酸中的一种。
6. 根据权利要求1所述的银-阳离子聚合物复合改性三维多孔材料，其特征在于，所述酸性溶液的物质的量浓度为0.5-3 mol/L。
7. 根据权利要求1所述的银-阳离子聚合物复合改性三维多孔
8. 根据权利要求1所述的银-阳离子聚合物复合改性三维多孔材料，其特征在于，步骤2中所述反应温度为2-10 ℃，静置反应时间为2-12 h。
9.权利要求1所述的银-阳离子聚合物复合改性三维多孔材料在吸附和/或催化降解污染物中的应用。
10.权利要求1所述的银-阳离子聚合物复合改性三维多孔材料在制备抗菌剂中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种银-阳离子聚合物复合改性三维多孔材料，其特征在于，采用以下步骤制备：
2.根据权利要求1所述的银-阳离子聚合物复合改性三维多孔材料，其特征在于，所述三维多孔材料为活性炭、碳气凝胶、织物、石墨烯海绵、聚乙烯醇海绵、聚氨酯海绵、三聚氰胺海绵中的一种。
3.根据权利要求1所述的银-阳离子聚合物复合改性三维多孔材料，其特征在于，所述单体为苯胺、间氨基苯硼酸、间苯二胺、邻苯二胺、吡咯、吡咯衍生物的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的银-阳离子聚合物复合改性三维多孔材料，其特征在于，所述引发剂为过硫酸铵、重铬酸钾、高碘酸钾、氯化铁、过氧化氢、硫酸铈、二氧化锰、过氧化苯甲酰中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的银-阳离子聚合物复合改性三维多孔材料，其特征在于，所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：纪顺利，张凯迪，宋会林，张钰琪，肖菀欣，董佳敏，
申请(专利权)人：中国药科大学，
类型：发明
国别省市：
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