酸改性粉煤灰增强海藻酸钠水凝胶的制备方法
技术领域
本发明涉及酸改性粉煤灰增强海藻酸钠水凝胶的制备方法。
技术背景
粉煤灰是煤炭在燃烧过程中产生的粉状废弃物，在我国是火力发电厂的主要废弃物。粉煤灰本身具有多孔结构，具有一定吸附性，在污水处理中具有前景。
水凝胶是一种由亲水性高分子链通过物理作用或化学作用交联而成的具有三维网络结构，并能溶胀吸收大量的水填充于网状结构中的一种柔性材料。
水凝胶作为一种绿色高效的吸附剂，具有再生性和重复利用性，故在工业废水的处理上备受关注。其吸附机理如下：网络结构中存在有很多不同的螯合官能团，如酰胺基、磺酸基、羧基、氨基、羟基等活性基团，它们可以通过静电引力、离子交换、配位螯合等作用除去水体中的重金属离子。
水凝胶作为吸附剂用于废水处理吸附重金属离子的应用引起研究者的重视，近年来，探索来源广泛、价格低廉的天然高分子材料用于制备水凝胶吸附废水中的重金属离子的应用引起了研究者的重视。本研究以粉煤灰、海藻酸钠、丙烯酸为原料，以N，N’亚甲基双丙烯酰胺为交联剂，以过硫酸铵为引发剂通过水溶液聚合的方法制备酸改性粉煤灰增强海藻酸钠水凝胶的研究还未见报道。
发明内容
本发明的目的在于以经过酸改性的粉煤灰为添加剂制备性能更加优良的海藻酸钠水凝胶，达到资源循环，以废治废的目的，公开酸改性粉煤灰增强海藻酸钠水凝胶的制备方法，即利用引发剂和交联剂在70℃条件下通过溶液聚合海藻酸钠、丙烯酸与粉煤灰制备酸改性粉煤灰增强海藻酸钠水凝胶。
为实现上述目的，本发明现采用如下技术方案：
上述酸改性粉煤灰增强海藻酸钠水凝胶的制备方法，其主要步骤如下：
第一步：将酸改性粉煤灰溶于去离子水，在搅拌的条件下，加入海藻酸钠，得到均匀的粉煤灰与海藻酸钠混合液；在搅拌的条件下，加入丙烯酸，并搅拌均匀，搅拌时间以2～3小时为宜；在搅拌条件下，加入交联剂N，N’亚甲基双丙烯酰胺，并搅拌均匀，搅拌时间以1小时为宜；最后，在搅拌条件下，加入引发剂过硫酸铵，并搅拌均匀，搅拌时间视混合液是否达到均匀状态而定；最终得到均匀的混合液。
第二步：将第一步得到的均匀混合液，放置于温度为70℃的密闭容器中进行反应，一定时间后，将所制得的酸改性粉煤灰增强海藻酸钠水凝胶取出分别用无水乙醇、去离子水进行清洗，以达到洗去未反应单体的目的。最终，制得酸改性粉煤灰增强海藻酸钠水凝胶。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明采用海藻酸钠，丙烯酸与酸改性粉煤灰在水溶液中通过引发剂，交联剂发生水溶液聚合，本反应于70℃的密闭环境下即可完成，得到各项性能良好的酸改性粉煤灰增强海藻酸钠水凝胶。
具体实施方式
下面结合实例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。在下面各实施实例中；除非特别说明，实例中所涉及的材料、方法均为本领域常用的材料和方法。
实例1
将海藻酸钠溶于去离子水，得到均匀的海藻酸钠溶液；在搅拌的条件下，加入丙烯酸，并搅拌均匀，搅拌时间以2～3小时为宜；在搅拌条件下，加入交联剂N，N’亚甲基双丙烯酰胺，并搅拌均匀，搅拌时间以1小时为宜；最后，在搅拌条件下，加入引发剂过硫酸铵，并搅拌均匀，搅拌时间视混合液是否达到均匀状态而定；搅拌均匀后，使混合液在70℃的密闭容器中进行反应，反应结束后将酸改性粉煤灰增强海藻酸钠水凝胶取出分别用无水乙醇、去离子水进行清洗，以达到洗去未反应单体的目的。最终，制得酸改性粉煤灰增强海藻酸钠水凝胶。
实例2
将2％酸改性粉煤灰溶于去离子水，在搅拌的条件下，加入海藻酸钠，得到均匀的粉煤灰与海藻酸钠混合液；在搅拌的条件下，加入丙烯酸，并搅拌均匀，搅拌时间以2～3小时为宜；在搅拌条件下，加入交联剂N，N’亚甲基双丙烯酰胺，并搅拌均匀，搅拌时间以1小时为宜；最后，在搅拌条件下，加入引发剂过硫酸铵，并搅拌均匀，搅拌时间视混合液是否达到均匀状态而定；搅拌均匀后，使混合液在70℃的密闭容器中进行反应，反应结束后将酸改性粉煤灰增强海藻酸钠水凝胶取出分别用无水乙醇、去离子水进行清洗，以达到洗去未反应单体的目的。最终，制得酸改性粉煤灰增强海藻酸钠水凝胶。
实例3
将4％酸改性粉煤灰溶于去离子水，在搅拌的条件下，加入海藻酸钠，得到均匀的粉煤灰与海藻酸钠混合液；在搅拌的条件下，加入丙烯酸，并搅拌均匀，搅拌时间以2～3小时为宜；在搅拌条件下，加入交联剂N，N’亚甲基双丙烯酰胺，并搅拌均匀，搅拌时间以1小时为宜；最后，在搅拌条件下，加入引发剂过硫酸铵，并搅拌均匀，搅拌时间视混合液是否达到均匀状态而定；搅拌均匀后，使混合液在70℃的密闭容器中进行反应，反应结束后将海酸改性粉煤灰增强海藻酸钠水凝胶取出分别用无水乙醇、去离子水进行清洗，以达到洗去未反应单体的目的。最终，制得酸改性粉煤灰增强海藻酸钠水凝胶
实例4
将6％酸改性粉煤灰溶于去离子水，在搅拌的条件下，加入海藻酸钠，得到均匀的粉煤灰与海藻酸钠混合液；在搅拌的条件下，加入丙烯酸，并搅拌均匀，搅拌时间以2～3小时为宜；在搅拌条件下，加入交联剂N，N’亚甲基双丙烯酰胺，并搅拌均匀，搅拌时间以1小时为宜；最后，在搅拌条件下，加入引发剂过硫酸铵，并搅拌均匀，搅拌时间视混合液是否达到均匀状态而定；搅拌均匀后，使混合液在70℃的密闭容器中进行反应，反应结束后将酸改性粉煤灰增强海藻酸钠水凝胶取出分别用无水乙醇、去离子水进行清洗，以达到洗去未反应单体的目的。最终，制得酸改性粉煤灰增强海藻酸钠水凝胶
表1为酸改性粉煤灰增强海藻酸钠水凝胶吸水性能测试结果
