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专利号: 2020113660429
申请人: 张倩茹
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 一般的物理或化学的方法或装置
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种复合树脂气凝胶,其特征在于,是由甲基丙烯酸缩水甘油酯、二乙烯基苯及乙二醇二甲基丙烯酸酯制成的有机树脂与活化的纤维素复合后,再由3‑α‑呋喃基丙烯酸改性并经过循环冷冻干燥得到的;或者活化的纤维素与有机树脂复合后,经过3‑α‑呋喃基丙烯酸改性并负载光催化剂后经过循环冷冻干燥得到的。

2.一种权利要求1所述的复合树脂气凝胶的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:一、称取一定量的甲基丙烯酸缩水甘油酯、二乙烯基苯及乙二醇二甲基丙烯酸酯溶于溶剂中,加入引发剂使发生自由基聚合反应得到聚合物,聚合物浓缩干燥后得到有机树脂;

二、称取一定量的纤维素于冰乙酸溶液中活化处理6 8小时,抽滤、去离子水洗涤、烘~

干,之后与有机树脂溶于去离子水中,并加入适量的交联剂与助交联剂,充分搅拌使混合均匀,升温至40 60℃使发生交联反应6 8小时,然后加入3‑α‑呋喃基丙烯酸并继续升温至70~ ~ ~

80℃,缓慢加入对羟基苯甲醚,反应3 4小时,反应冷却至室温,调节pH至中性,去离子水浸~

泡洗涤,得到复合材料水凝胶,备用;

三、A:将步骤二制得的复合材料水凝胶通过循环冷冻干燥技术直接得到复合树脂气凝胶;或者

B:称取一定量的光催化剂Fe2O3/ZnO/TiO2复合物溶于去离子水中,加入适量的聚乙烯吡咯烷酮,搅拌均匀得到光催化剂溶液,将步骤二的复合材料水凝胶加入光催化剂溶液中,振荡搅拌使催化剂负载在凝胶上,过滤、去离子水洗涤,之后通过循环冷冻干燥技术得到负载型复合树脂气凝胶。

3.根据权利要求2所述的复合树脂气凝胶的制备方法,其特征在于,步骤一所述自由基聚合反应的溶剂为无水甲苯与去离子水的混合液,无水甲苯与去离子水体积比为10 20:1;

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步骤一所述自由基聚合反应的引发剂为偶氮二异丁腈;步骤一所述自由基聚合反应的温度为60 80℃,反应时间为5 7小时;步骤一所述甲基丙烯酸缩水甘油酯、二乙烯基苯、乙二醇~ ~

二甲基丙烯酸酯与引发剂的摩尔质量比为2 5:1 5:2 5:0.05 0.2。

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4.根据权利要求2所述的复合树脂气凝胶的制备方法,其特征在于,步骤二所述交联剂为N,N‑亚甲基双丙烯酰胺;所述助交联剂为过硫酸钾,过硫酸钾使用时配制为浓度为0.1~

0.2g/mL的溶液;所述活化纤维素、有机树脂及交联剂的质量比为5 8:1 2:0.1 0.3;所述助~ ~ ~

交联剂用量为交联剂的1/2;所述活化纤维素与有机树脂的混合溶液的浓度为10 30g/L;所~

述3‑α‑呋喃基丙烯酸的添加量为活化纤维素与有机树脂总量的0.3 0.6倍;所述对羟基苯~

甲醚的量为3‑α‑呋喃基丙烯酸的1 5%。

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5.根据权利要求2所述的复合树脂气凝胶的制备方法,其特征在于,步骤三所述光催化剂溶液的浓度为6~10g/L;步骤三所述光催化剂Fe2O3/ZnO/TiO2复合物的制备方法为:称取不同量的FeSO4、ZnSO4、Ti(SO4)2溶于去离子水中,充分搅拌均匀后缓慢滴加氨水调节pH为8

9,继续搅拌得到混合溶胶,将混合溶胶移入反应釜中进行3‑5小时的水热反应,温度为120~

℃,冷至室温后,反应液进行抽滤、干燥,并于马弗炉中450℃下煅烧4‑5小时,得到纳米Fe2O3/ZnO/TiO2粉体;所述FeSO4、ZnSO4、Ti(SO4)2的摩尔质量比为1~1.8:1.5~2.5:1;步骤三所述聚乙烯吡咯烷酮与纳米Fe2O3/ZnO/TiO2复合物质量比为0.03~0.06:1~1.2;所述复合材料水凝胶与光催化剂溶液的体积比为2 4:1 2。

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6.根据权利要求2所述的复合树脂气凝胶的制备方法,其特征在于,步骤三所述循环冷冻干燥技术为将复合材料水凝胶在‑10 ‑20℃下冷冻2 3小时,室温融化后,再于‑20 ‑30℃~ ~ ~

下冷冻,再次室温融化后于‑30 ‑40℃下冷冻,室温融化,在‑60 ‑70℃下真空冷冻干燥即得~ ~

所述复合树脂气凝胶。

7.权利要求1所述的复合树脂气凝胶应用于污水处理,其特征在于,包括以下步骤:一)、调节:将污水分别经过粗、细格栅过滤,调节pH之后经过强化混凝沉淀处理;

二)、降解:将混凝沉淀处理后的污水通入吸附降解池,降解池中含有均列排布的不锈钢网格(3),不锈钢网格(3)中包覆有负载型复合树脂气凝胶(32),通过搅拌器(2)搅拌使有机物充分吸附在气凝胶上,并打开高压泵灯(1)照射,使气凝胶上负载的光催化剂催化降解有机物;

三)、吸附:经步骤二处理的污水通入另一个吸附池中,吸附池中同样含有均列排布的不锈钢网格,不锈钢网格中包覆的是不含光催化剂的复合树脂气凝胶,搅拌使重金属离子吸附在气凝胶上;

四)、超滤:步骤三处理的污水通入超滤池,超滤池的滤层由两层构成,上层为活性炭和瓷砂混合物,下层为石英砂,适当控制污水出水速度使其充分过滤,出水排放或回收利用。

8.根据权利要求7所述的污水处理方法,其特征在于,步骤一)所述粗、细格栅的间距分别为:10 30mm、3‑10mm;pH调节为6.0‑8.0;强化混凝沉淀所添加的絮凝剂为硫酸铝、硫酸亚~

铁;所述絮凝剂的添加量为80 120mg/L。

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9.根据权利要求7所述的污水处理方法,其特征在于,步骤二)与步骤三)中所述不锈钢网格为经过酸洗钝化处理的不锈钢材料制备的;所述不锈钢网格(3)通过柱体(33)卡在卡槽(4)里;所述不锈钢网格在搅拌状态下可以随水流方向偏动。

10.根据权利要求7所述的污水处理方法,其特征在于,步骤二)中所述高压汞灯(1)为

320W紫外线高压汞灯;步骤四)中所述活性炭和瓷砂1 2:1 3混合。

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