改性聚苯乙烯复合材料及其制备方法和应用技术

本公开提供一种改性聚苯乙烯复合材料及其制备方法和应用，所述制备方法包括：将磺化聚苯乙烯和纳米磁性四氧化三铁混合研磨，得到改性聚苯乙烯复合材料。该制备方法能够高效、快捷、安全地对聚苯乙烯微塑料进行回收再利用，并且应用时不会对环境造成二次污染；将该改性聚苯乙烯复合材料用于降解废水中大环内酯类抗生素时，处理条件温和，反应温度低，操作简单，操作条件容易控制。操作条件容易控制。操作条件容易控制。

【技术实现步骤摘要】
改性聚苯乙烯复合材料及其制备方法和应用


[0001]本公开涉及微塑料资源化利用领域和水处理
，尤其涉及一种改性聚苯乙烯复合材料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]目前，聚苯乙烯微塑料的常见处理方式是采用物理化学或生物技术去除，虽然处理效率较高，但是存在二次污染隐患，不利于聚苯乙烯资源的可持续循环利用。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本公开的目的在于提出一种改性聚苯乙烯复合材料及其制备方法和应用。
[0004]基于上述目的，本公开提供了一种改性聚苯乙烯复合材料的制备方法，所述方法包括：将磺化聚苯乙烯和纳米磁性四氧化三铁混合研磨，得到改性聚苯乙烯复合材料。
[0005]基于相同目的，本公开还提供了一种根据本公开第一方面所述的改性聚苯乙烯复合材料的制备方法制备的改性聚苯乙烯复合材料，所述改性聚苯乙烯复合材料的比表面积为4.88～5.52m2/g，平均孔径为3.43～3.46nm，所述改性聚苯乙烯复合材料中磺化聚苯乙烯的磺化度为3.8～5.2mmol/g。
[0006]基于相同目的，本公开还提供了一种根据本公开第一方面所述的改性聚苯乙烯复合材料的制备方法制备的改性聚苯乙烯复合材料在去除大环内酯类抗生素中的应用。
[0007]从上面所述可以看出，本公开提供的改性聚苯乙烯复合材料及其制备方法和应用，采用磺化剂将聚苯乙烯微塑料磺化得到磺化聚苯乙烯，然后将磺化聚苯乙烯和纳米磁性四氧化三铁混合研磨得到改性聚苯乙烯；该制备方法能够高效、快捷、安全地对聚苯乙烯微塑料进行回收再利用，并且应用时不会对环境造成二次污染；将该改性聚苯乙烯复合材料用于降解废水中大环内酯类抗生素时，处理条件温和，反应温度低，操作简单，操作条件容易控制。
附图说明
[0008]为了更清楚地说明本公开或相关技术中的技术方案，下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0009]图1为本公开实施例1～3提供的改性聚苯乙烯复合材料的XRD图；
[0010]图2为本公开实施例1～3提供的改性聚苯乙烯复合材料的热重曲线；
[0011]图3为本公开实施例1～3提供的改性聚苯乙烯复合材料的磁滞回线；
[0012]图4为本公开实施例1～3和对比例1～3在微波辅助下水解降解泰乐菌素效果图。
具体实施方式
[0013]为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本公开进一步详细说明。
[0014]需要说明的是，除非另外定义，本公开实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。
[0015]本文所使用的术语“和/或”、“或/和”、“及/或”的可选范围包括两个或两个以上相关所列项目中任一个项目，也包括相关所列项目的任意的和所有的组合，所述任意的和所有的组合包括任意的两个相关所列项目、任意的更多个相关所列项目、或者全部相关所列项目的组合。
[0016]本专利技术中，以开放式描述的技术特征中，包括所列举特征组成的封闭式技术方案，也包括包含所列举特征的开放式技术方案。
[0017]本专利技术中，涉及到数值区间，如无特别说明，上述数值区间内视为连续，且包括该范围的最小值及最大值，以及这种最小值与最大值之间的每一个值。进一步地，当范围是指整数时，包括该范围的最小值与最大值之间的每一个整数。此外，当提供多个范围描述特征或特性时，可以合并该范围。换言之，除非另有指明，否则本文中所公开之所有范围应理解为包括其中所归入的任何及所有的子范围。
[0018]本专利技术中的温度参数，如无特别限定，既允许为恒温处理，也允许在一定温度区间内进行处理。所述的恒温处理允许温度在仪器控制的精度范围内进行波动。
[0019]目前研究表明，大量环境样本(海水、泥沙沉积物、土壤、食盐、水生动植物)中均检测到了不同种类、尺寸、形态的微塑料。由于微塑料尺寸小，数量大，且不易降解，极易被生物误食并在生物体内滞留、富集并造成危害。生物吞食纤维微塑料后会产生饱腹感而不愿进食，导致生物体的营养不良；聚苯乙烯微塑料摄入后可在血液中传递，导致血管堵塞和损坏，危及心脏等器官；高浓度聚乙烯微塑料的摄入会直接诱发肠道炎症。而且，有毒添加剂(增塑剂、阻燃剂等)的浸出会进一步毒害生物体。此外，微塑料因其比表面积大，疏水性好，可以携带并运输环境中的重金属、持久性有机污染物以及病原体，使其被摄取后造成更大的潜在风险。在食物链的传递作用和富集作用下，微塑料对于生物体的危害会不断扩散和增高，因此学者关于环境微塑料对生物体危害的风险评估在逐步升级。
[0020]现阶段，聚苯乙烯微塑料的常见处理方式是采用物理化学或生物技术去除，虽然处理效率较高，但是存在二次污染隐患，不利于聚苯乙烯资源的可持续循环利用。
[0021]因此，有必要开发一种能够节能减排的对聚苯乙烯微塑料进行高效回收和循环利用的方法。
[0022]为了解决上述问题，本公开提供了一种改性聚苯乙烯复合材料的制备方法，该制备方法可以包括：将磺化聚苯乙烯和纳米磁性四氧化三铁混合研磨，得到改性聚苯乙烯复合材料。磺化聚苯乙烯和纳米磁性四氧化三铁混合研磨后，纳米磁性四氧化三铁负载在磺化聚苯乙烯表面，增加了磺化聚苯乙烯的磁性和可分离性，有利于对磺化聚苯乙烯的回收利用，应用时避免对环境造成二次污染。
[0023]在一些实施例中，可以将所述磺化聚苯乙烯和所述纳米磁性四氧化三铁置于装有球磨珠的球磨罐中球磨。
[0024]在一些实施例中，磺化聚苯乙烯和纳米磁性四氧化三铁的总质量与所述球磨珠的质量的比例可以为1：(30～70)；例如，可以为1:30、1:35、1:40、1:45、1:50、1:55、1:60、1:65或1:70等；优选为1:50。当磺化聚苯乙烯和纳米磁性四氧化三铁的总质量与球磨珠的质量的比例为1：(30～70)时，有利于控制最后得到的改性聚苯乙烯复合材料具有适宜的比表面积和平均孔径，提高对于大环内酯类抗生素的去除效率。
[0025]在一些实施例中，球磨时的转速可以为500～700r/min；例如，可以为500r/min、520r/min、540r/min、560r/min、580r/min、600r/min、620r/min、640r/min、660r/min、680r/min或700r/min等；优选为600r/min。
[0026]在一些实施例中，球磨时间可以为12～48h；例如可以为12h、16h、20h、25h、28h、30h、35h、38h、43h或48h等；优选为24h。
[0027]当球磨的转速为500～700r/min且球磨时间为12～48h时，有利于进一步控制最后得到的改性聚苯乙烯复合本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种改性聚苯乙烯复合材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：将磺化聚苯乙烯和纳米磁性四氧化三铁混合研磨，得到改性聚苯乙烯复合材料。2.根据权利要求1所述的改性聚苯乙烯复合材料的制备方法，其特征在于，将所述磺化聚苯乙烯和所述纳米磁性四氧化三铁置于装有球磨珠的球磨罐中球磨；优选地，所述磺化聚苯乙烯和所述纳米磁性四氧化三铁的总质量与所述球磨珠的质量的比例为1：(30～70)，优选为1:50；和/或，球磨时的转速为500～700r/min；优先为600r/min；和/或，球磨时间为12～48h；优选为24h。3.根据权利要求1所述的改性聚苯乙烯复合材料的制备方法，其特征在于，所述磺化聚苯乙烯和所述纳米磁性四氧化三铁的质量比为3：(1～9)。4.根据权利要求1所述的改性聚苯乙烯复合材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括：将聚苯乙烯微塑料在溶胀剂中浸泡，然后加入磺化剂得到悬浮液，将所述悬浮液于50～90℃水浴中保持1～5h，得到磺化聚苯乙烯。5.根据权利要求4所述的改性聚苯乙烯复合材料的制备方法，其特征在于，所述聚苯乙烯微塑料和所述溶胀剂的质量体积比为1：(8～15)；和/或，所述聚苯乙烯微塑料和所述磺化剂的质量体积比为1：(8～15)；和/或，所述聚苯乙烯微塑料的粒径为100～200目；和/或，浸泡时间为20～40min；和/或，所述磺化剂包括浓硫酸、氯磺酸和硫酸乙酰酯中的至少一种；和/或，所述溶胀剂包括二氯乙烷、二氯甲烷、四氯化碳和三氯甲烷中的至少一种。6.根据权利要求4所述的改性聚苯乙烯复合材料的制备方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：豆小敏，李世玲，
申请(专利权)人：北京林业大学，
类型：发明
国别省市：