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专利号: 2022110641586
申请人: 江苏大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 有机高分子化合物;其制备或化学加工;以其为基料的组合物
更新日期:2025-10-31
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种乳液界面聚合法制备磁性介孔磺化月牙型吸附剂的方法,其特征在于,包括如下步骤:(1)制备氨基四氧化三铁NH2‑Fe3O4,备用:

(2)乳液界面聚合法制备月牙型介孔聚合物MP PS‑DVB/PAA:(2.1)将苯乙烯、氯化钠和过硫酸铵加入去离子水中超声分散均匀,室温下用除氧,随后溶液在热聚合,产物冷却后用乙醇和水各洗涤数次,冷冻干燥得到聚苯乙烯球PS;

(2.2)首先将十二烷基硫酸钠、PS球和去离子水混合均匀,得到分散液A;将由十二烷基硫酸钠、1‑氯癸烷和去离子水第三次超声形成水包油乳液,为溶液B,然后分散液A和溶液B混合,水浴加热磁力搅拌反应一定时间,得到反应体系C;

(2.3)随后,以二乙烯基苯、偶氮二异丁腈和苯乙烯作为混合油相,十二烷基硫酸钠、去离子水和丙烯酸作为混合水相,两者通过超声乳化形成水包油乳液St/DVB‑in‑AA后,加入上述反应体系C中,一定温度下反应一定时间,得到反应体系D;

(2.4)最后,将PVA的水溶液添加到上述反应体系D,常温下通入N2除氧,油浴下进行反应,将产物用去离子水和乙醇分别洗涤数次,得到月牙型聚合物PS‑DVB/PAA;

(2.5)将PS‑DVB/PAA和1,2‑二氯乙烷加入三口烧瓶中,水浴锅中反应后,再加入含有无水氯化铝的1,2‑二氯乙烷,磁力搅拌条件下反应一段时间,所得产物先用盐酸的丙酮溶液洗涤数次,后用甲醇洗涤数次,鼓风干燥过夜,得到月牙型介孔聚合物MP PS‑DVB/PAA;

(3)介孔磺化月牙型聚合物的制备MP SPS‑DVB/PAA:

将月牙型介孔聚合物MP PS‑DVB/PAA和浓硫酸加入三口烧瓶中,超声后油浴中磁力搅拌下反应,反应溶液用大量去离子水稀释后洗涤至中性鼓风干燥;

(4)磁性介孔磺化月牙型聚合物的制备MMP SPS‑DVB:

将介孔磺化月牙型聚合物MP SPS‑DVB/PAA、1‑(3‑二甲氨基丙基)‑3‑乙基碳二亚胺EDC和N‑羟基琥珀酰亚胺NHS加入含去离子水的烧杯中,室温下第一次磁力搅拌反应,随后加NH2‑Fe3O4第二次磁力搅拌反应,水洗数次后得到最终产物磁性介孔磺化月牙型聚合物MMP SPS‑DVB。

2.如权利要求1所述的乳液界面聚合法制备磁性介孔磺化月牙型吸附剂的方法,其特征在于,步骤(1)中,氨基四氧化三铁的制备步骤为:将六水合氯化铁、乙二醇、柠檬酸三钠和醋酸钠加入到烧杯中,第一次超声至溶液澄清,之后转入高压反应釜中反应一段时间后,冷却至室温后用乙醇和水分别洗涤三次,真空干燥得到球形四氧化三铁;

然后将乙醇、3‑氨丙基三乙氧基硅烷、冰醋酸和上述制备的四氧化三铁加入三口烧瓶中第二次超声分散均匀,然后于水浴锅中机械搅拌反应,所得产物用乙醇洗涤三次,真空干燥过夜;

其中,

所用六水合氯化铁、乙二醇、柠檬酸三钠和醋酸钠的用量比为3.25g:100mL:1.3g:6g,第一次超声时间为1.5~2.0h,反应温度为195~205℃,反应时间为10h;

所用乙醇、3‑氨丙基三乙氧基硅烷、冰醋酸和四氧化三铁的比例是50mL:5mL:10μL:

0.5g,第二次超声时间5~10min,水浴温度35~45℃,机械搅拌为200~300rpm,反应时间

12h,真空干燥温度35~45℃。

3.如权利要求1所述的乳液界面聚合法制备磁性介孔磺化月牙型吸附剂的方法,其特征在于,步骤(2.1)中,所用苯乙烯、氯化钠、过硫酸铵和去离子水的比例为5.8324g:100mg:

68.46mg:60mL,除氧时间30~60min,热聚合反应温度70℃,反应时间24~24.5h。

4.如权利要求1所述的乳液界面聚合法制备磁性介孔磺化月牙型吸附剂的方法,其特征在于,步骤(2.2)中,分散液A中,十二烷基硫酸钠、PS球和去离子水的比例为50mg:0.2g~0.25g:20mL;

溶液B中,十二烷基硫酸钠、1‑氯癸烷和去离子水比例为25mg:0.1mL:9.9mL,第三次超声时间5~10min;

分散液A和溶液B的体积比为2:1;水浴加热的温度为35‑45℃,反应时间为14h~20h。

5.如权利要求1所述的乳液界面聚合法制备磁性介孔磺化月牙型吸附剂的方法,其特征在于,步骤(2.3)中,混合油相中,二乙烯基苯、偶氮二异丁腈和苯乙烯混合比例为0.9113g:0.0394g:

1.3539g;

混合水相中,十二烷基硫酸钠、去离子水和丙烯酸比例为25mg:8mL:0.504g;

超声乳化10~20min,反应温度35~45℃,反应时间6h;

混合油相和混合水相中,二乙烯基苯和十二烷基硫酸钠的用量比为0.9113g:25mg。

6.如权利要求1所述的乳液界面聚合法制备磁性介孔磺化月牙型吸附剂的方法,其特征在于,步骤(2.4)中,PVA的水溶液和反应体系D的体积比为5:40;PVA的水溶液中,PVA和去离子水的用量比为50mg:5mL,N2除氧15~30min,油浴反应温度65‑75℃,反应时间13.5~

14.5h。

7.如权利要求1所述的乳液界面聚合法制备磁性介孔磺化月牙型吸附剂的方法,其特征在于,步骤(2.5)中,PS‑DVB/PAA、1,2‑二氯乙烷和含有无水氯化铝的1,2‑二氯乙烷比例为1g:14.3mL:18mL,其中,18mL的1,2‑二氯乙烷中含有无水氯化铝1.06g;水浴锅中反应温度25℃,反应时间12~13h,盐酸的丙酮溶液浓度为0.5M;

磁力搅拌速度800~900rpm,磁力搅拌条件下,反应温度75~85℃,反应时间24~25h,鼓风干燥温度60℃~70℃。

8.如权利要求1所述的乳液界面聚合法制备磁性介孔磺化月牙型吸附剂的方法,其特征在于,步骤(3)中,所用MP PS‑DVB/PAA和浓硫酸比例为1g:30mL;超声时间30~60min,油浴温度45~55℃,磁力搅拌300~500rpm,反应时间7~7.5h,鼓风干燥温度60~70℃。

9.如权利要求1所述的乳液界面聚合法制备磁性介孔磺化月牙型吸附剂的方法,其特征在于,步骤(4)中,所用MP SPS‑DVB/PAA、EDC、NHS、去离子水和NH2‑Fe3O4的比例为100mg~

200mg:25mg~50mg:12.5mg~25mg:10mL:25mg~100mg;磁力搅拌速度800~1000rpm,第一次磁力搅拌反应时间2~2.5h;第二次磁力搅拌反应反应时间11~13h。

10.将权利要求1~9任一项所述方法制得的磁性介孔磺化月牙型吸附剂用于吸附废水中铅离子的用途。