一种异质多孔聚合物微球在染料吸附中的应用制造技术

本发明专利技术公开了一种异质多孔聚合物微球在染料吸附中的应用，所述异质多孔聚合物微球为核壳结构，其中，壳层为带电的亲水聚合物，内核为不带电的疏水聚合物；所述疏水聚合物的结构单元中含有苯环结构。该异质多孔聚合物微球应用在染料吸附中，一方面，可以利用包含苯环结构的疏水内核与染料之间的π

【技术实现步骤摘要】
一种异质多孔聚合物微球在染料吸附中的应用


[0001]本专利技术涉及功能材料、微纳材料
更具体地，涉及一种异质多孔聚合物微球在染料吸附中的应用。

技术介绍

[0002]近年来，随着经济的快速发展，染料广泛应用于纺织、印刷、皮革、塑料和化妆品等行业。染料使我们的世界变得五彩缤纷，但是一系列的环境问题也随之而来。据评估，每年约有100吨的染料以废水的形式排放到环境中。未处理的染料废水影响水生动植物的存活，破坏水生生态平衡；同时对人类健康构成极大威胁。染料废水的处理方法主要包括：吸附法、沉淀法、膜分离法和化学氧化法等。其中，沉淀法、膜分离法和化学氧化法存在能源消耗大、工艺复杂、成本高等弊端。吸附法则因吸附效率高、易操作、成本低且部分吸附剂可循环利用等优点成为染料废水处理的常用方法之一，因此，发展高效、快速的染料吸附方法，是当下科研工作者重点研究的课题。
[0003]多孔材料，包括活性炭、沸石、介孔二氧化硅、碳纳米管、金属有机框架、共价有机框架、凝胶类材料等，广泛用于废水中的染料的吸附。然而，现存的多孔材料大多通过静电相互作用实现染料吸附。例如，带正电的材料主要吸附阴离子型染料，带负电的材料主要吸附阳离子型染料。因此，同时吸附水溶液中的阳离子型染料和阴离子型染料具有挑战性。因此，新型的可同时吸附阴、阳离子性染料的多孔材料应用于染料吸附领域具有重大科学意义及实用价值。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种异质多孔聚合物微球在染料吸附中的应用。
[0005]为达到上述目的，本专利技术采用下述技术方案：
[0006]本专利技术提供一种异质多孔聚合物微球在染料吸附中的应用，所述异质多孔聚合物微球为核壳结构，其中，壳层为带电的亲水聚合物，内核为不带电的疏水聚合物；所述疏水聚合物的结构单元中含有苯环结构。
[0007]进一步，所述异质多孔聚合物微球的直径为1～100μm；所述异质多孔聚合物微球的孔径为3～500nm。
[0008]进一步，所述亲水聚合物为聚苯乙烯磺酸钠、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、聚
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(丙烯酰氧)丙酸、聚丙烯酰胺、聚甲基丙烯酰胺、聚异丙基丙烯酰胺、聚N，N
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亚甲基双丙烯酰胺、聚甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、聚4
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氨基苯乙烯、聚2
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氨基乙基甲基丙烯酸酯和聚烯丙基胺中的一种或多种的共聚物。
[0009]所述疏水聚合物为均聚物或共聚物，所述均聚物的结构单元中含有苯环结构，所述共聚物的至少一种结构单元中含有苯环结构。
[0010]进一步，所述染料吸附中的染料选自甲基蓝、酸性兰、苯胺蓝、苯胺黑、铬黑、萘黑10B、酸性蓝、伊文斯兰、茜素黄GG、碱性橙2、刚果红、孟加拉红、波尔多红、丽春红S、酸性品
红、孟加拉红、甲基橙、荧光素钠、罗丹明B、罗丹明6G、结晶紫、甲基紫2B、亚甲基蓝、孔雀石绿、藏红T、橘红G、中性红、二甲基黄中的一种或多种。
[0011]进一步，所述应用具体包括如下步骤：
[0012]1)将异质多孔聚合物微球分散在分散剂中，得异质多孔聚合物微球的分散液；
[0013]2)将异质多孔聚合物微球的分散液与包含染料的液体混合，进行搅拌，即可实现染料的吸附。
[0014]进一步，所述包含染料的液体中染料的浓度为0.01～100mg/L。
[0015]进一步，所述分异质多孔聚合物微球的分散液的浓度为0.01～100mg/mL。
[0016]进一步，所述分散剂为水、乙醇、甲醇、异丙醇或环己烷。
[0017]进一步，所述分异质多孔聚合物微球和染料的质量比为(0.01～1000):1。
[0018]进一步，所述搅拌的条件为：搅拌时间为1～150分钟。
[0019]进一步，在步骤2)实现染料的吸附后，还包括异质多孔聚合物微球的回收工作，具体包括以下步骤：
[0020]通过离心操作获取吸附染料后的异质多孔聚合物微球，用无水乙醇清洗三次，并离心收集，干燥，即可实现异质多孔聚合物微球的回收。
[0021]优选的，所述干燥温度为
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80～
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40℃。
[0022]另需注意的是，如果没有特别说明，本专利技术所记载的任何范围包括端值以及端值之间的任何数值以及以端值或者端值之间的任意数值所构成的任意子范围。本专利技术中制备方法如无特殊说明则均为常规方法，所用的原料如无特别说明均可从公开的商业途径获得或根据现有技术制得，所述百分比如无特殊说明均为质量百分比，所述溶液若无特殊说明均为水溶液。
[0023]本专利技术的有益效果
[0024]本专利技术中提出一种异质多孔聚合物微球在染料吸附中的应用，该异质多孔聚合物微球具有特殊的核壳结构，其中，壳层为带电的亲水聚合物，内核为不带电的包含苯环结构的疏水聚合物。该异质多孔聚合物微球应用在染料吸附中，一方面，可以利用包含苯环结构的疏水内核与染料之间π
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π相互作用同时吸附阴、阳离子性染料；另一方面，还可以利用亲水带电外壳与染料发生静电相互作用，进而使用更少的吸附材料，快速高效的实现废水中染料的全吸附效果，并且该聚合物微球可以循环使用。因此，该异质多孔聚合物微球在水处理领域具有较大的应用前景。
附图说明
[0025]图1示出实施例1的异质多孔聚合物微球的扫描电镜图。
[0026]图2示出实施例1的异质多孔聚合物微球的扫描电镜图。
[0027]图3示出实施例1的异质多孔聚合物微球的透射电镜图。
[0028]图4示出实施例3的异质多孔聚合物微球吸附染料孔雀石绿的吸附动力学曲线。
具体实施方式
[0029]下面通过实施例对本专利技术进行具体描述，有必要在此指出的是本实施例只用于对本专利技术进行进一步说明，不能理解为对本专利技术保护范围的限制，该领域的技术熟练人员可
以根据以上专利技术的内容做出一些非本质的改进和调整。在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0030]本专利技术提供一种异质多孔聚合物微球在染料吸附中的应用，所述异质多孔聚合物微球为核壳结构，其中，壳层为带电的亲水聚合物，内核为不带电的疏水聚合物；所述疏水聚合物的结构单元中含有苯环结构。
[0031]所述疏水聚合物为均聚物或共聚物，所述均聚物的结构单元中含有苯环结构，所述共聚物的至少一种结构单元中含有苯环结构。
[0032]可以理解，形成疏水聚合物的单体可以是一种，也可以是多种，但是至少其中一种单体中要含有苯环结构，含有苯环结构的单体包括但不限于苯乙烯、二乙烯基苯、α
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甲基苯乙烯、4
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氨基苯乙烯、邻
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氯苯乙烯、4
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溴苯乙烯、3
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甲基苯乙烯、2，4
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二甲基苯乙烯、4
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氯苯乙烯、4
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乙烯基联苯、2
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乙烯基萘等。若疏水本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种异质多孔聚合物微球在染料吸附中的应用，其特征在于，所述异质多孔聚合物微球为核壳结构，其中，壳层为带电的亲水聚合物，内核为不带电的疏水聚合物；所述疏水聚合物的结构单元中含有苯环结构。2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述异质多孔聚合物微球的直径为1～100μm；所述异质多孔聚合物微球的孔径为3～500nm。3.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述亲水聚合物为聚苯乙烯磺酸钠、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、聚
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(丙烯酰氧)丙酸、聚丙烯酰胺、聚甲基丙烯酰胺、聚异丙基丙烯酰胺、聚N，N
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亚甲基双丙烯酰胺、聚甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、聚4
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氨基苯乙烯、聚2
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氨基乙基甲基丙烯酸酯和聚烯丙基胺中的一种或多种的共聚物；所述疏水聚合物为均聚物或共聚物，所述均聚物的结构单元中含有苯环结构，所述共聚物的至少一种结构单元中含有苯环结构。4.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述染料吸附中的染料选自甲基蓝、酸性兰、苯胺蓝、苯胺黑、铬黑、萘黑10B、酸性蓝、伊文斯兰、茜素黄GG、碱性橙2、刚果红、孟加拉红、波尔多红、丽春红S、酸性品红、孟加拉红、甲基橙、荧光素钠、罗丹明B、罗丹明6G、结晶紫、甲基...

【专利技术属性】
技术研发人员：王树涛，李晓霞，宋永杨，
申请(专利权)人：中国科学院理化技术研究所，
类型：发明
国别省市：