【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于绿色环保材料的开发设计及应用，具体涉及一种基于废弃热固性塑料制备气凝胶的方法及其应用，主要是利用树脂纽扣制备可以同时分离水包油型乳液、染料和重金属离子气凝胶的方法。
技术介绍
1、树脂纽扣作为一种热固性材料，具有较好的稳定性和机械强度。如何绿色、高效地解决废弃物的处置问题得到了广泛关注。对于废弃树脂纽扣的处理方法主要有两种，一是机械粉碎，会产生大量的热固性微塑料，污染环境，与“双碳”战略背道而驰。二是就地掩埋，树脂纽扣具有稳定的三维网状结构不易分解，长期掩埋既污染土壤和水源，同时也威胁人类健康。因此，实现树脂纽扣的高效降解和资源化再利用成为了塑料回收的研究重点。除了塑料回收之外，污水处理同样面临巨大挑战。水是人类不可或缺的自然资源，在生态系统中是无可代替的。传统的污染处理技术，如催化燃烧，化学沉降，生物降解等对污染控制有一定的效果，但存在效率低，成本高，甚至造成二次污染的缺陷。其中，吸附分离因其操作简单，回收效率高且环境友好，被认为是最有希望的水体清洁方法。目前，市场上常见吸附剂如活性炭，沸石，聚氨酯泡沫等，大多存在吸附容量低，环境相容性差等缺点，通常在使用后废弃，造成二次污染，不符合绿色化学要求，而气凝胶因其具有高渗透性和三维网络结构对水体污染物的去除表现出较好的分离性能。但目前气凝胶的实际应用受限于高昂的原料成本和复杂的制备工艺。因本着积极响应国家“双碳”政策，实现废弃高分子材料资源化再利用的原则，以废弃树脂纽扣为原材料，采用定向异构方法制备出一种多功能水体污染物分离材料具有重要意义。
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1、本专利技术的目的：为解决目前废弃热固性塑料存在的污染与回收问题，以及现有分离材料制备技术上的不足，本专利技术提供了一种废弃热固性塑料（以树脂纽扣为例）制备可以同时分离水包油型乳液，染料和重金属离子气凝胶的方法，该方法采用树脂纽扣的水解产物（lmrb）为原材料，通过定向异构法制备出具有高度有序分层的lmrb气凝胶，经亲水改性后，表现出较好的水包油型乳液分离性能，同时对阳离子染料和重金属离子具有优异的吸附性能。该方法可有效实现废弃热固性塑料资源化再利用的同时,能进一步减小因水体污染问题对生态环境带来的负面影响。
2、本专利技术技术方案如下：一种基于废弃热固性塑料制备气凝胶的方法，该方法包括下述步骤，采用定向冷冻法制备树脂纽扣rb水解产物lmrb气凝胶，首先将树脂纽扣rb研磨至粉末，放入四甲基乙二胺temed、氢氧化钠naoh和去离子水构成的三元混合体系中，其中temed与naoh的质量比为10/1或14/1或18/1，并置于条件为300w，80℃微波环境下搅拌2h，经过洗涤、过滤、真空干燥得到lmrb；其次，制备2wt% lmrb溶液并与浓度为1-3 wt%羧化壳聚糖cycs溶液充分搅拌混合，制备成混合液，其中lmrb溶液与cycs溶液体积比v/v为1/1；再者，将前述混合液加入浓度为0.25-2.5wt%普鲁兰多糖pul和0.15-0.75wt%海藻酸钠sa溶液中，并置于55℃环境下充分搅拌2h，得到lmrb混合溶液；最后，取2-5ml lmrb混合溶液转移到直径为10mm的定制模具中，经过定向冷冻、冷冻干燥、亲水改性即可得到lmrb气凝胶。
3、进一步，所述temed与naoh混合溶剂的质量比，优选为14/1。
4、进一步，所述cycs浓度，优选为2wt%。
5、进一步，所述pul浓度，优选为0.75wt%。
6、进一步，所述sa浓度，优选为0.6wt%。
7、进一步，所述lmrb混合溶液体积，优选为4ml。
8、根据上述的制备方法制备得到的lmrb气凝胶在水包油型乳液分离中的应用，所述的水包油型乳液中的油为正己烷或苯或矿物油或环己烷中的一种，表面活性剂为tween80。
9、根据上述的制备方法制备得到的lmrb气凝胶对水体中染料和金属离子的吸附应用。
10、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：（1）以废弃树脂纽扣rb为原料，微波辅助temed/naoh二元碱体系水解即可直接转化为功能性降解产物。原料rb为热固性树脂，结构稳定且来源广泛，该方法采用绿色、温和回收途径实现了废弃rb资源的再利用。（2）采用定向冷冻法制备lmrb气凝胶。具有操作简单，工艺绿色，无任何添加剂即可使高孔隙材料具有良好的机械强度和高韧性。（3）cycs、pul和sa投放量的调节可以得到不同尺寸的层状结构、力学性能和分离性能的lmrb气凝胶。（4）lmrb气凝胶具有规则的单向层状结构和较好的水下疏油性能，其中lmrb气凝胶在水下油接触角可达125o以上，使其能够很好的分离水包油型乳液。且对于常见水包油型乳液具有普遍适用性，分离效率均可以达到99%以上。（5）lmrb气凝胶具有机械强度高、孔隙率大和可压缩等特点。经任意形变压缩，可恢复到原始形状，可多次循环。（6）lmrb气凝胶具有较好的环境稳定性，在高机械搅拌、不同酸碱度、盐度和老化时间下分离效率均维持在99%以上，可进一步应用于复杂环境下，从而在最大程度上实现资源的有效利用和可持续发展。
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1.一种基于废弃热固性塑料制备气凝胶的方法，其特征在于：该方法包括下述步骤，采用定向冷冻法制备树脂纽扣RB水解产物LMRB气凝胶，首先将树脂纽扣RB研磨至粉末，放入四甲基乙二胺TEMED、氢氧化钠NaOH和去离子水构成的三元混合体系中，其中TEMED与NaOH的质量比为10/1或14/1或18/1，并置于条件为300W，80℃微波环境下搅拌2h，经过洗涤、过滤、真空干燥得到LMRB；其次，制备2wt% LMRB溶液并与浓度为1-3 wt%羧化壳聚糖CYCS溶液充分搅拌混合，制备成混合液，其中LMRB溶液与CYCS溶液体积比v/v为1/1；再者，将前述混合液加入浓度为0.25-2.5wt%普鲁兰多糖PUL和0.15-0.75wt%海藻酸钠SA溶液中，并置于55℃环境下充分搅拌2h，得到LMRB混合溶液；最后，取2-5ml LMRB混合溶液转移到直径为10mm的定制模具中，经过定向冷冻、冷冻干燥、亲水改性即可得到LMRB气凝胶。
2.根据权利要求1所述的一种基于废弃热固性塑料制备气凝胶的方法，其特征在于：所述TEMED与NaOH混合溶剂的质量比，优选为14/1。
<...【技术特征摘要】
1.一种基于废弃热固性塑料制备气凝胶的方法，其特征在于：该方法包括下述步骤，采用定向冷冻法制备树脂纽扣rb水解产物lmrb气凝胶，首先将树脂纽扣rb研磨至粉末，放入四甲基乙二胺temed、氢氧化钠naoh和去离子水构成的三元混合体系中，其中temed与naoh的质量比为10/1或14/1或18/1，并置于条件为300w，80℃微波环境下搅拌2h，经过洗涤、过滤、真空干燥得到lmrb；其次，制备2wt% lmrb溶液并与浓度为1-3 wt%羧化壳聚糖cycs溶液充分搅拌混合，制备成混合液，其中lmrb溶液与cycs溶液体积比v/v为1/1；再者，将前述混合液加入浓度为0.25-2.5wt%普鲁兰多糖pul和0.15-0.75wt%海藻酸钠sa溶液中，并置于55℃环境下充分搅拌2h，得到lmrb混合溶液；最后，取2-5ml lmrb混合溶液转移到直径为10mm的定制模具中，经过定向冷冻、冷冻干燥、亲水改性即可得到lmrb气凝胶。
2.根据权利要求1所述的一种基于废弃热固性...
【专利技术属性】
技术研发人员：武荣兰，张峥，刘罡，苗鹏举，李琪，王宪雅歌，
申请(专利权)人：新疆大学，
类型：发明
国别省市：
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