【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于吸附材料制備領域，具體涉及一種atp/ccs/sa-pei氣凝膠及其制備方法和應用，用于染料污染物和重金屬離子吸附。
技術介紹
1、環境的污染正在成為一個日益嚴重的問題，由于化學，工業活動和農業活動等，染料污染物和重金屬離子污染已經危害了水生生物，陸生生物和人類的健康。因此，對含染料和重金屬的廢水進行有效處理，減少其對環境和人類健康的負面影響，是當前環境保護和公共健康領域的重要任務。
2、目前人們常用的去除染料污染物和重金屬離子的方法通常分為化學法、生物法、物理法等。具體包括有沉淀法、氧化法、電化學法、膜分離法、絮凝法和吸附法等。其中吸附法因其操作簡單、成本低、周期短、選擇性好、吸附劑可再生等優點具有廣泛應用前景。
3、吸附過程的主要因素和挑戰是選擇合適和高效的吸附劑。
4、2018年8月24日公開的公開號為cn?108439525?a的中國專利技術專利，公開了一種用于重金屬污染的污水處理劑，其公開的原料包括：聚乙烯亞胺、二硫化碳、氫氧化鈉、淀粉黃原酸、膠質芽孢桿菌、石決明粉末、改性沸石粉、改性膨潤土、海藻酸鈉、腐殖酸、三氯化鐵、納米二氧化鈦、纖維素、硫酸亞鐵、光催化劑、高效除鎳劑、殼聚糖改性高分子絮凝劑、助凝劑、葡聚糖凝膠和去離子水。其通過吸附和絮凝的雙重配合，有效去除污水中的重金屬離子。但是，其原料復雜，成本較高。
5、因此，提供一種成本低且吸附效果好的吸附劑十分必要。
技術實現思路
1、本專利技術的目的在于提供一種
2、本專利技術還有一個目的在于提供一種atp/ccs/sa-pei氣凝膠的應用，用于染料污染物和重金屬離子吸附。尤其用于染料污染物亞甲基藍(mb)、剛果紅(cr)和重金屬離子cu(ⅱ)的吸附。
3、本專利技術具體技術方案如下：
4、一種atp/ccs/sa-pei氣凝膠的制備方法，包括以下步驟：
5、1)將羧化殼聚糖ccs溶液滴加到海藻酸鈉sa溶液中，攪拌，得到ccs/sa溶液；
6、2)再將凹凸棒土atp懸浮液加入到上述ccs/sa溶液中，攪拌，再加入聚乙烯亞胺pei溶液，攪拌形成混合溶液；
7、3)將步驟2)所得混合溶液倒入模具中冷凍干燥，所得氣凝膠浸泡在氯化鈣溶液中，之后水洗；再進行冷凍干燥，得到atp/ccs/sa-pei氣凝膠。
8、步驟1)中，海藻酸鈉sa溶液的溶劑為水；采用的海藻酸鈉sa的mw＝198.11g/mol；
9、步驟1)中，羧化殼聚糖ccs溶液的溶劑為水；采用的羧化殼聚糖ccs，cas號9012-76-4，級別br，水溶性；
10、步驟1)中，羧化殼聚糖ccs溶液的濃度為6wt％；海藻酸鈉sa溶液的濃度為3wt％；
11、步驟1)中，所述攪拌，是指在室溫攪拌反應1小時，攪拌速率為1500rpm。
12、步驟2)中，凹凸棒土atp懸浮液和聚乙烯亞胺pei溶液的溶劑均為水；凹凸棒土atp懸浮液的濃度為2.5-10wt％，優選為5wt％；聚乙烯亞胺pei溶液的質量濃度為2.5-10wt％，優選為7.5wt％；
13、羧化殼聚糖ccs溶液中的羧化殼聚糖ccs、海藻酸鈉sa溶液中的海藻酸鈉、凹凸棒土atp懸浮液中的凹凸棒土、聚乙烯亞胺pei溶液中聚乙烯亞胺的重量比為1.2：0.6：0.5-2:0.25-1；優選的質量比為：1.2：0.6：1：0.75。
14、所使用的聚乙烯亞胺pei的mw＝600g/mol,99％；
15、所使用的凹凸棒土atp是指300目以上，經過噴霧造粒制備的凹凸棒土；
16、步驟2)中，再將凹凸棒土atp懸浮液加入到上述ccs/sa溶液中，室溫下攪拌反應時間為2小時；
17、步驟2)加入聚乙烯亞胺pei溶液，攪拌形成混合溶液0.5小時。
18、步驟3)所述氯化鈣溶液濃度為10wt％。
19、步驟3)兩次冷凍干燥，均是溫度-60℃，時間48小時。
20、本專利技術提供的一種atp/ccs/sa-pei氣凝膠，采用上述方法制備得到。
21、本專利技術提供一種atp/ccs/sa-pei氣凝膠的應用，不僅可以用于染料污染物吸附，還能用于重金屬離子吸附。尤其用于染料污染物亞甲基藍(mb)、剛果紅(cr)和重金屬離子cu(ⅱ)的吸附。
22、專利技術人發現，通過制備具有高孔隙率、高比表面積以及豐富官能團活性吸附位點的吸附劑，能用來提升吸附效果。殼聚糖、聚乙烯亞胺、海藻酸鈉等聚合物結構中具有豐富的可作為吸附位點的官能基團。因而，綜合官能團聚合物和多孔材料的優勢，制備氣凝膠多孔材料，能夠獲得具有可調節的骨架、高表面積、良好孔隙度和易于操作的機械結構的吸附劑。本專利技術提供了一種含多功能基氣凝膠的制備方法，將粘土材料和生物質材料混合，進行交聯反應，得到含多功能基氣凝膠。該氣凝膠吸附劑具有剛性結構、比表面積大等特性，有利于分離回收使用，最大限度地提高了含多功能基氣凝膠吸附劑的可操作性和實用性。
23、本專利技術中，sa作為一種可生物降解的天然多糖材料，其含有豐富的羧基官能團，作為可控的修飾位點，atp作為一種無機粘土材料，具有多孔道納米結構,表現出強大的吸附性，且具有很強的陽離子交換性，ccs和pei聚合物表面具有豐富的氨基和羥基基團，能夠作為離子吸附位點，同時pei作為成核位點和離子交聯劑，促使材料修飾交聯形成氣凝膠。該氣凝膠作為離子吸附劑，既可通過官能團與離子間的化學螯合吸附，也可通過多孔結構物理吸附，因而表現出高效離子吸附性能。且本專利技術制備方法簡單，氣凝膠atp/ccs/sa-pei具有均勻的形態和良好的熱力學穩定性，吸附后能夠回收重復利用。
24、與現有技術相比，本專利技術提供的氣凝膠atp/ccs/sa-pei制備方法簡潔，原料簡單，廉價易得，產品后處理簡單，且該復合凝膠具有大的比表面積，吸附基團多，對于染料污染物亞甲基藍(mb)、剛果紅(cr)和重金屬離子cu(ⅱ)表現出良好的吸附性能，最大吸附量分別可達206mg/g、290.13mg/g和228.24mg/g；具有優良的熱力學穩定性，高效的染料污染物和重金屬離子吸附效率，吸附后能夠回收重復利用。在染料污染物和污水中重金屬離子去除方面具有良好的應用價值。
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1.一種ATP/CCS/SA-PEI氣凝膠的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟1)中，所述攪拌，是指在室溫攪拌反應1小時，攪拌速率為1500rpm。
3.根據權利要求1或2所述的制備方法，其特征在于，步驟1)中，羧化殼聚糖CCS溶液的濃度為6wt％；海藻酸鈉SA溶液的濃度為3wt％。
4.根據權利要求1或2所述的制備方法，其特征在于，步驟2)中，凹凸棒土ATP懸浮液的濃度為2.5-10wt％；聚乙烯亞胺PEI溶液的質量濃度為2.5-10wt％。
5.根據權利要求1-4任一項所述的制備方法，其特征在于，羧化殼聚糖CCS溶液中的羧化殼聚糖CCS、海藻酸鈉SA溶液中的海藻酸鈉、凹凸棒土ATP懸浮液中的凹凸棒土、聚乙烯亞胺PEI溶液中聚乙烯亞胺的重量比為1.2：0.6：0.5-2:0.25-1；優選的質量比為：1.2：0.6：1：0.75。
6.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟2)中，將凹凸棒土ATP懸浮液加入到上述CCS/SA溶液中，室溫下攪拌反應
7.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟3)兩次冷凍干燥，均是溫度-60℃，時間48小時。
8.一種權利要求1-7任一項所述制備方法制備的ATP/CCS/SA-PEI氣凝膠。
9.一種權利要求8所述的ATP/CCS/SA-PEI氣凝膠的應用，其特征在于，用于染料污染物吸附。
10.一種權利要求8所述的ATP/CCS/SA-PEI氣凝膠的應用，其特征在于，用于重金屬離子吸附。
...【技術特征摘要】
1.一種atp/ccs/sa-pei氣凝膠的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟1)中，所述攪拌，是指在室溫攪拌反應1小時，攪拌速率為1500rpm。
3.根據權利要求1或2所述的制備方法，其特征在于，步驟1)中，羧化殼聚糖ccs溶液的濃度為6wt％；海藻酸鈉sa溶液的濃度為3wt％。
4.根據權利要求1或2所述的制備方法，其特征在于，步驟2)中，凹凸棒土atp懸浮液的濃度為2.5-10wt％；聚乙烯亞胺pei溶液的質量濃度為2.5-10wt％。
5.根據權利要求1-4任一項所述的制備方法，其特征在于，羧化殼聚糖ccs溶液中的羧化殼聚糖ccs、海藻酸鈉sa溶液中的海藻酸鈉、凹凸棒土atp懸浮液中的凹凸棒土、聚乙烯亞胺pei溶液中聚...
【專利技術屬性】
技術研發人員：張宗瑞，李夢群，孫健軍，相益信，吳紅娥，丁玉潔，
申請(專利權)人：安徽工程大學，
類型：發明
國別省市：
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