CN112920331B - 一种微纤化纤维素增强聚乙烯基咪唑冰冻凝胶及其制备方法 - Google Patents
一种微纤化纤维素增强聚乙烯基咪唑冰冻凝胶及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112920331B CN112920331B CN202110108445.1A CN202110108445A CN112920331B CN 112920331 B CN112920331 B CN 112920331B CN 202110108445 A CN202110108445 A CN 202110108445A CN 112920331 B CN112920331 B CN 112920331B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- cryogel
- polyvinylimidazole
- preparation
- mixed solution
- microfibrillated cellulose
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000000495 cryogel Substances 0.000 title claims abstract description 55
- 229920002006 poly(N-vinylimidazole) polymer Polymers 0.000 title claims abstract description 20
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 16
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 title claims abstract description 10
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 title claims abstract description 10
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 25
- ROOXNKNUYICQNP-UHFFFAOYSA-N ammonium persulfate Chemical compound [NH4+].[NH4+].[O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O ROOXNKNUYICQNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 20
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 claims abstract description 20
- OSSNTDFYBPYIEC-UHFFFAOYSA-N 1-ethenylimidazole Chemical compound C=CN1C=CN=C1 OSSNTDFYBPYIEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 18
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims abstract description 18
- 239000011837 N,N-methylenebisacrylamide Substances 0.000 claims abstract description 11
- 229920001046 Nanocellulose Polymers 0.000 claims abstract description 11
- ZIUHHBKFKCYYJD-UHFFFAOYSA-N n,n'-methylenebisacrylamide Chemical compound C=CC(=O)NCNC(=O)C=C ZIUHHBKFKCYYJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 229910001870 ammonium persulfate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 6
- KWYHDKDOAIKMQN-UHFFFAOYSA-N N,N,N',N'-tetramethylethylenediamine Chemical compound CN(C)CCN(C)C KWYHDKDOAIKMQN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 230000008014 freezing Effects 0.000 claims description 3
- 238000007710 freezing Methods 0.000 claims description 3
- 238000010257 thawing Methods 0.000 claims description 2
- JPVYNHNXODAKFH-UHFFFAOYSA-N Cu2+ Chemical compound [Cu+2] JPVYNHNXODAKFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 27
- 229910001431 copper ion Inorganic materials 0.000 abstract description 27
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 abstract description 13
- 239000000499 gel Substances 0.000 abstract description 6
- PTFCDOFLOPIGGS-UHFFFAOYSA-N Zinc dication Chemical compound [Zn+2] PTFCDOFLOPIGGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- XLJKHNWPARRRJB-UHFFFAOYSA-N cobalt(2+) Chemical compound [Co+2] XLJKHNWPARRRJB-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 27
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 12
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 12
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 8
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 7
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000011133 lead Substances 0.000 description 7
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 description 6
- BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N cadmium atom Chemical compound [Cd] BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 6
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 5
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 5
- 239000003651 drinking water Substances 0.000 description 5
- 235000020188 drinking water Nutrition 0.000 description 5
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 5
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 5
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 4
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 4
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 4
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 3
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 3
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 3
- 229920002818 (Hydroxyethyl)methacrylate Polymers 0.000 description 2
- WOBHKFSMXKNTIM-UHFFFAOYSA-N Hydroxyethyl methacrylate Chemical compound CC(=C)C(=O)OCCO WOBHKFSMXKNTIM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 208000007502 anemia Diseases 0.000 description 2
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 2
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 125000002883 imidazolyl group Chemical group 0.000 description 2
- 210000003734 kidney Anatomy 0.000 description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 2
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 2
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 2
- 206010006002 Bone pain Diseases 0.000 description 1
- 206010010356 Congenital anomaly Diseases 0.000 description 1
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 1
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 1
- 206010020772 Hypertension Diseases 0.000 description 1
- 206010023126 Jaundice Diseases 0.000 description 1
- 206010028980 Neoplasm Diseases 0.000 description 1
- 206010033645 Pancreatitis Diseases 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 description 1
- 210000005013 brain tissue Anatomy 0.000 description 1
- 201000011510 cancer Diseases 0.000 description 1
- 238000010668 complexation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000012669 compression test Methods 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000003795 desorption Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 1
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 1
- 230000004064 dysfunction Effects 0.000 description 1
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 210000003743 erythrocyte Anatomy 0.000 description 1
- 230000037406 food intake Effects 0.000 description 1
- 239000013505 freshwater Substances 0.000 description 1
- 239000000017 hydrogel Substances 0.000 description 1
- 239000003446 ligand Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- BQPIGGFYSBELGY-UHFFFAOYSA-N mercury(2+) Chemical compound [Hg+2] BQPIGGFYSBELGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 description 1
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000008816 organ damage Effects 0.000 description 1
- 231100000572 poisoning Toxicity 0.000 description 1
- 230000000607 poisoning effect Effects 0.000 description 1
- -1 poly(VIM) Polymers 0.000 description 1
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 1
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 230000005985 stomach dysfunction Effects 0.000 description 1
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F251/00—Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polysaccharides or derivatives thereof
- C08F251/02—Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polysaccharides or derivatives thereof on to cellulose or derivatives thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2351/00—Characterised by the use of graft polymers in which the grafted component is obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Derivatives of such polymers
- C08J2351/02—Characterised by the use of graft polymers in which the grafted component is obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Derivatives of such polymers grafted on to polysaccharides
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
Abstract
本发明公开了一种微纤化纤维素增强聚乙烯基咪唑冰冻凝胶及其制备方法，涉及凝胶制备技术领域。制备方法如下：将微纤化纳米纤维素、乙烯基咪唑和N,N‑亚甲基双丙烯酰胺溶于水中，搅拌至完全溶解；将混合溶液冷冻至完全冻结，然后于室温下解冻，加入过硫酸铵和N,N,N,N‑四甲基乙二胺后，搅拌、超声，然后将混合溶液置于‑14～‑10℃条件下继续反应22‑26小时；反应完成后，将混合溶液在室温下解冻、洗涤，即得。本发明的聚乙烯基咪唑冰冻凝胶不仅能够实现对铜离子的高效吸附去除，同时还能够高效去除Cd(II)，Ni(II)，Pb(II)，Zn(II)和Co(II)，同时，制备方法简单，具有广泛的推广应用价值。
Description
技术领域
本发明涉及凝胶制备技术领域，特别是涉及一种微纤化纤维素增强聚乙烯基咪唑冰冻凝胶及其制备方法。
背景技术
随着城市化和工业化的快速发展，海洋、咸水和淡水中的重金属污染对人类健康和环境构成了极大的威胁，而电镀、电池制造、采矿、冶金等人为活动是造成大量重金属污染的主要原因，其中铜、镉、镍、铅、锌和钴在工业领域中应用最为广泛。由于有毒重金属的不可降解性，摄入有毒重金属往往会通过食物链在人体内积聚，从而可能导致多器官损伤、癌症和先天畸型，环境中有毒重金属的暴露造成了全球25％以上的疾病，例如，铅会引起贫血症、神经机能失调和肾损伤；镉导致骨痛病，会引起胃脏功能失调，干扰人体和生物体内锌的酶系统，导致高血压症上升；血液中的金属汞会在脑组织中积累，达到一定的量时就会对脑组织造成损害，另外一部分汞离子转移到肾脏；铜会导致黄疸胰腺炎、红血球中毒、食道问题和贫血症。因此，美国环境保护署(EPA)和欧盟饮用水指令(EU DWD)制定了饮用水中重金属最大污染水平(MCL)的标准，其中EPA和EU DWD规定的饮用水中铜的MCL分别为1.3mg/L和2.0mg/L。
功能单体乙烯基咪唑(VIM)的咪唑基团可以作为单齿配体与金属离子形成络合物，其中对铜离子的络合能力最强，最多可有四个咪唑基团与一个Cu(II)结合。Denizile通过设计乙烯基咪唑为功能单体，甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)为结构单体，制备出poly(HEMA-VIM)冰胶，对铜离子的吸附量为2.54mg/g，去除率为55％。但目前包括poly(HEMA-VIM)冰胶在内的现有冰冻凝胶，对水中铜离子的去除率依然不够理想，如何实现乙烯基咪唑基冰冻凝胶对于铜离子的高效去除，是目前亟待解决的技术难题。
发明内容
本发明的目的是提供一种微纤化纤维素增强聚乙烯基咪唑冰冻凝胶及其制备方法，以解决上述现有技术存在的问题，使乙烯基咪唑基冰冻凝胶能够实现对铜离子的高效去除。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
本发明提供一种微纤化纤维素增强聚乙烯基咪唑冰冻凝胶的制备方法，包括以下步骤：
(1)将微纤化纳米纤维素、乙烯基咪唑和N,N-亚甲基双丙烯酰胺溶于蒸馏水中，搅拌至完全溶解，得混合溶液；
所述微纤化纳米纤维素、乙烯基咪唑和N,N-亚甲基双丙烯酰胺分别为混合溶液总质量的1-3％、5-10％和1.5％；
(2)将步骤(1)所得混合溶液于-18～-22℃条件下冷冻至完全冻结，然后于室温下解冻，加入过硫酸铵和N,N,N,N-四甲基乙二胺后，搅拌、超声，然后将混合溶液置于-14～-10℃条件下继续反应22-26小时；
(3)反应完成后，将混合溶液在室温下解冻、洗涤，制备得到微纤化纤维素增强聚乙烯基咪唑冰冻凝胶。
进一步地，步骤(1)中搅拌转速为450-550r/min,搅拌时间为28-32min。
进一步地，所述过硫酸铵添加量为乙烯基咪唑质量的1％，所述N,N,N,N-四甲基乙二胺添加量为步骤(1)中混合溶液总体积的0.1％。
进一步地，步骤(2)中冷冻时间为3-5h。
进一步地，步骤(2)中解冻时间为1-2h。
进一步地，步骤(2)中搅拌转速为450-550r/min，搅拌时间为1.5-2.5min。
本发明公开了以下技术效果：
本发明将传统制备冰冻凝胶的方法进行改进，通过添加微纤化纤维素替代传统的结构单体作为冰冻凝胶骨架，并增加预冻法步骤使得冰胶的孔隙和结构均匀，制备得到的poly(VIM)/MFC冰冻凝胶对铜离子的吸附量高达87.4mg/g，能够实现对铜离子99.99％的去除率。
本发明的聚乙烯基咪唑冰冻凝胶不仅能够实现对铜离子的高效吸附去除，同时还能够高效去除Cd(II)，Ni(II)，Pb(II)，Zn(II)和Co(II)，同时，本发明的冰冻凝胶制备方法简单，具有广泛的推广应用价值。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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发明的一些实施例，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。
图1为实施例1制备的冰冻凝胶的扫描电镜图；
图2为实施例1制备的冰冻凝胶的红外光谱图；
图3为实施例1制备的冰冻凝胶的循环压缩性能图；
图4为实施例1制备的冰冻凝胶对铜、铅、锌、镉、镍和钴二价离子的吸附量曲线图；
图5为不同高度的实施例1的冰冻凝胶对铜离子溶液中铜离子的去除率；
图6为不同流速下经实施例1冰冻凝胶吸附后的溶液中铜离子浓度曲线；
图7为实施例1冰冻凝胶的动态二价铜离子循环吸附图。
具体实施方式
现详细说明本发明的多种示例性实施方式，该详细说明不应认为是对本发明的限制，而应理解为是对本发明的某些方面、特性和实施方案的更详细的描述。
应理解本发明中所述的术语仅仅是为描述特别的实施方式，并非用于限制本发明。另外，对于本发明中的数值范围，应理解为还具体公开了该范围的上限和下限之间的每个中间值。在任何陈述值或陈述范围内的中间值以及任何其他陈述值或在所述范围内的中间值之间的每个较小的范围也包括在本发明内。这些较小范围的上限和下限可独立地包括或排除在范围内。
除非另有说明，否则本文使用的所有技术和科学术语具有本发明所述领域的常规技术人员通常理解的相同含义。虽然本发明仅描述了优选的方法和材料，但是在本发明的实施或测试中也可以使用与本文所述相似或等同的任何方法和材料。本说明书中提到的所有文献通过引用并入，用以公开和描述与所述文献相关的方法和/或材料。在与任何并入的文献冲突时，以本说明书的内容为准。
在不背离本发明的范围或精神的情况下，可对本发明说明书的具体实施方式做多种改进和变化，这对本领域技术人员而言是显而易见的。由本发明的说明书得到的其他实施方式对技术人员而言是显而易见的。本发明说明书和实施例仅是示例性的。
关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。
本发明中所述的“份”如无特别说明，均按质量份计。
实施例1
(1)取0.4g微纤化纳米纤维素，2g乙烯基咪唑和0.6gN,N-亚甲基双丙烯酰胺，溶于37g蒸馏水中(微纤化纳米纤维素、乙烯基咪唑和N,N-亚甲基双丙烯酰胺分为溶液总质量的1％、5％和1.5％)，利用高速搅拌器搅拌28分钟至完全溶解(转速450r/min)；
(2)将混合溶液放置于-18℃低温试验箱中3h至溶液完全冻结，取出冻结溶液于室温中解冻1h至少量冰晶状态，加入0.02g过硫酸铵和0.04mLN,N,N,N-四甲基乙二胺，搅拌1.5min(转速450r/min)，超声除气泡，倒入模具中放置-14℃低温试验箱中反应22小时；
(3)取出冰冻凝胶在室温下解冻，并用大量蒸馏水洗涤，制备得到微纤化纤维素增强聚乙烯基咪唑冰冻凝胶。
图1为实施例1制备的冰冻凝胶的扫描电镜图；
从扫描电镜图可以看出冰冻凝胶拥有三维互连多孔结构，这种特殊的结构与二维吸附剂水凝胶的纳米多孔结构有所不同，二维吸附剂水凝胶是通过浸泡在污染水中来去除重金属离子的，不能处理流动的废水。而三维互连多孔结构中孔与孔之间相互连接，形成一个允许溶液自由流通的通道，可以处理流动废水，十分适合于实际应用。
图2为实施例1制备的冰冻凝胶的红外光谱图。
循环压缩实验：
将实施例1制备的冰冻凝胶切割成圆柱形(直径1mm，高度10mm)置于装满蒸馏水的烧杯中并在万能试验机中进行循环压缩实验，压缩速度为3mm/min。
如图3所示，实施例1制备的冰冻凝胶在200次循环压缩下，滞回环只有轻微的变化，凸显出材料超强的抗疲劳性能。
静态铜、铅、锌、镉、镍和钴的二价离子吸附实验：
分别取6个0.01g实施例1的冷冻干燥样品放入100ml、50ppm的铜、铅、锌、镉，镍及钴二价离子溶液中，于25℃恒温摇床下吸附24小时(速度100r/min)。
如图4所示，冰冻凝胶对铜、铅、锌、镉、镍和钴的二价离子的吸附量分别为87.4mg/g，53.9mg/g，48.6mg/g，44.3mg/g，23.8mg/g和20.1mg/g，对铜离子溶液的去除率为99.99％。
动态二价铜离子吸附实验：
1.将实施例1制备的冰冻凝胶切割成三种不同高度的圆柱形(直径为10mm，高度分别为5mm、10mm和15mm)并分别装入塑料注射器中，将注射器连接恒流泵，缓慢加入10ppm的铜离子溶液，流速为120ml/h。
图5为实施例1的冰冻凝胶对铜离子溶液的去除率，由图5可以看出，冰冻凝胶对铜离子溶液的去除率最高可达99.99％。
2.将实施例1的冰冻凝胶切割成三个直径10mm、高度5mm的圆柱形，然后装入塑料注射器中，将注射器连接恒流泵，缓慢加入10ppm铜离子溶液，在120ml/h、180ml/h和240ml/h三种流速下持续监测冰冻凝胶对铜离子的去除率。如图6所示，铜离子溶液流过冰冻凝胶前80ml，去除率为99.99％；前200ml去除率均高于90％，去除后的溶液中铜离子浓度(小于1ppm)均低于美国环境保护署EU DWD和欧盟饮用水指令US EPA制定的饮用水中铜离子最大污染水平，分别是1.3ppm和2ppm。
动态循环吸附实验：
将切割成直径10mm、高度5mm的圆柱形，然后装入塑料注射器中，配置100mL浓度为40mg/L的二价铜离子溶液，在120ml h-1流速下将铜离子溶液全部流过冰胶整体柱，用烧杯接取所有流出液。加入少量去离子水洗去冰胶中未被吸附上的二价铜离子溶液，然后配置20mL浓度为1M盐酸溶液作为解吸剂，加入到注射器中解吸冰胶中大部分吸附的铜离子，最后用少量去离子水洗去冰胶中残留的盐酸。然后按此过程一共循环6次。HCl的解吸率由第二次吸附循环的吸附量计算，为85％。吸附性能在第二至第六个循环中保持相对稳定，表明冰冻凝胶具有良好的再生能力和循环应用稳定性。
实施例2
(1)取0.8g微纤化纳米纤维素，2g乙烯基咪唑和0.6gN,N-亚甲基双丙烯酰胺，溶于36.6g蒸馏水中，利用高速搅拌器搅拌32分钟至完全溶解(转速550r/min)；
(2)将混合溶液放置于-22℃低温试验箱中5h至溶液完全冻结，取出冻结溶液于室温中解冻2h至少量冰晶状态，加入0.02g过硫酸铵和0.04mLN,N,N,N-四甲基乙二胺，搅拌2.5min(转速500r/min)，超声除气泡，倒入模具中放置-10℃低温试验箱中反应26小时；
(3)取出冰冻凝胶在室温下解冻，并用大量蒸馏水洗涤，制备得到微纤化纤维素增强聚乙烯基咪唑冰冻凝胶。
实施例3
(1)取1.2g微纤化纳米纤维素，2g乙烯基咪唑和0.6gN,N-亚甲基双丙烯酰胺，溶于36.2g蒸馏水中，利用高速搅拌器搅拌30分钟至完全溶解(转速500r/min)；
(2)将混合溶液放置于-20℃低温试验箱中4h至溶液完全冻结，取出冻结溶液于室温中解冻2h至少量冰晶状态，加入0.02g过硫酸铵和0.04mLN,N,N,N-四甲基乙二胺，搅拌2min(转速480r/min)，超声除气泡，倒入模具中放置-12℃低温试验箱中反应24小时；
(3)取出冰冻凝胶在室温下解冻，并用大量蒸馏水洗涤，制备得到微纤化纤维素增强聚乙烯基咪唑冰冻凝胶。
实施例4
(1)取0.4g微纤化纳米纤维素，3g乙烯基咪唑和0.6gN,N-亚甲基双丙烯酰胺，溶于36g蒸馏水中，利用高速搅拌器搅拌28分钟至完全溶解(转速450r/min)；
(2)将混合溶液放置于-18℃低温试验箱中3h至溶液完全冻结，取出冻结溶液于室温中解冻1h至少量冰晶状态，加入0.03g过硫酸铵和0.04mLN,N,N,N-四甲基乙二胺，搅拌1.8min(转速520r/min)，超声除气泡，倒入模具中放置-12℃低温试验箱中反应25小时；
(3)取出冰冻凝胶在室温下解冻，并用大量蒸馏水洗涤，制备得到微纤化纤维素增强聚乙烯基咪唑冰冻凝胶。
实施例5
(1)取0.4g微纤化纳米纤维素，4g乙烯基咪唑和0.6gN,N-亚甲基双丙烯酰胺，溶于35g蒸馏水中，利用高速搅拌器搅拌32分钟至完全溶解(转速460r/min)；
(2)将混合溶液放置于-22℃低温试验箱中5h至溶液完全冻结，取出冻结溶液于室温中解冻2h至少量冰晶状态，加入0.04g过硫酸铵和0.04mLN,N,N,N-四甲基乙二胺，搅拌2min(转速510r/min)，超声除气泡，倒入模具中放置-10℃低温试验箱中反应24小时；
(3)取出冰冻凝胶在室温下解冻，并用大量蒸馏水洗涤，制备得到微纤化纤维素增强聚乙烯基咪唑冰冻凝胶。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (6)
1.一种微纤化纤维素增强聚乙烯基咪唑冰冻凝胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将微纤化纳米纤维素、乙烯基咪唑和N,N-亚甲基双丙烯酰胺溶于水中，搅拌至完全溶解，得混合溶液；
所述微纤化纳米纤维素、乙烯基咪唑和N,N-亚甲基双丙烯酰胺分别为混合溶液总质量的1-3％、5-10％和1.5％；
(2)将步骤(1)所得混合溶液于-18～-22℃条件下冷冻至完全冻结，然后于室温下解冻，加入过硫酸铵和N,N,N,N-四甲基乙二胺后，搅拌、超声，然后将混合溶液置于-14～-10℃条件下继续反应22-26小时；
(3)反应完成后，将混合溶液在室温下解冻、洗涤，制备得到微纤化纤维素增强聚乙烯基咪唑冰冻凝胶。
2.根据权利要求1所述的微纤化纤维素增强聚乙烯基咪唑冰冻凝胶的制备方法，其特征在于，步骤(1)中搅拌转速为450-550r/min，搅拌时间为28-32min。
3.根据权利要求1所述的微纤化纤维素增强聚乙烯基咪唑冰冻凝胶的制备方法，其特征在于，所述过硫酸铵添加量为乙烯基咪唑质量的1％，所述N,N,N,N-四甲基乙二胺添加量为步骤(1)中混合溶液总体积的0.1％。
4.根据权利要求1所述的微纤化纤维素增强聚乙烯基咪唑冰冻凝胶的制备方法，其特征在于，步骤(2)中冷冻时间为3-5h。
5.根据权利要求1所述的微纤化纤维素增强聚乙烯基咪唑冰冻凝胶的制备方法，其特征在于，步骤(2)中解冻时间为1-2h。
6.根据权利要求1所述的微纤化纤维素增强聚乙烯基咪唑冰冻凝胶的制备方法，其特征在于，步骤(2)中搅拌转速为450-550r/min，搅拌时间为1.5-2.5min。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110108445.1A CN112920331B (zh) | 2021-01-27 | 2021-01-27 | 一种微纤化纤维素增强聚乙烯基咪唑冰冻凝胶及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110108445.1A CN112920331B (zh) | 2021-01-27 | 2021-01-27 | 一种微纤化纤维素增强聚乙烯基咪唑冰冻凝胶及其制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN112920331A CN112920331A (zh) | 2021-06-08 |
| CN112920331B true CN112920331B (zh) | 2023-02-17 |
Family
ID=76166734
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202110108445.1A Active CN112920331B (zh) | 2021-01-27 | 2021-01-27 | 一种微纤化纤维素增强聚乙烯基咪唑冰冻凝胶及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN112920331B (zh) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6291013B1 (en) * | 1999-05-03 | 2001-09-18 | Southern Biosystems, Inc. | Emulsion-based processes for making microparticles |
| CN108404885A (zh) * | 2018-03-30 | 2018-08-17 | 华南理工大学 | 一种纤维素季铵盐吸附剂及其制备方法与应用 |
| CN110270317A (zh) * | 2019-05-29 | 2019-09-24 | 绍兴文理学院元培学院 | 一种用于重金属废水处理的纤维素基水凝胶吸附剂的制备方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ES3038733T3 (en) * | 2017-09-19 | 2025-10-14 | Embion Tech Sa | Ionic polymers and use thereof in biomass processing |
-
2021
- 2021-01-27 CN CN202110108445.1A patent/CN112920331B/zh active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6291013B1 (en) * | 1999-05-03 | 2001-09-18 | Southern Biosystems, Inc. | Emulsion-based processes for making microparticles |
| CN108404885A (zh) * | 2018-03-30 | 2018-08-17 | 华南理工大学 | 一种纤维素季铵盐吸附剂及其制备方法与应用 |
| CN110270317A (zh) * | 2019-05-29 | 2019-09-24 | 绍兴文理学院元培学院 | 一种用于重金属废水处理的纤维素基水凝胶吸附剂的制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN112920331A (zh) | 2021-06-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Baydemir et al. | Supermacroporous poly (hydroxyethyl methacrylate) based cryogel with embedded bilirubin imprinted particles | |
| CN107349461B (zh) | 一种抗菌止血壳聚糖的制备方法及其应用 | |
| CN104289181A (zh) | 一种磁性羟基磷灰石/氧化石墨烯吸附剂的制备及应用 | |
| CN104258474B (zh) | 一种含有离子交换功能基团的栓塞微球及其制备方法 | |
| CN107501483B (zh) | 一种秸秆/锂皂石复合重金属离子吸附剂的制备方法 | |
| CN103752292A (zh) | 用于重金属污水处理的多孔海藻酸钙凝胶球的制备方法 | |
| CN105903448B (zh) | 一种纳晶纤维素磁性粒子吸附剂的制备方法 | |
| CN102120043A (zh) | 一种含纳米银和壳聚糖的脱脂棉纱布及其制备装置与方法 | |
| CN107602735A (zh) | 一种具有pH响应性的两亲性三嵌段共聚物及其制备方法 | |
| CN112920331B (zh) | 一种微纤化纤维素增强聚乙烯基咪唑冰冻凝胶及其制备方法 | |
| Denizli et al. | Preparation of magnetic dye affinity adsorbent and its use in the removal of aluminium ions | |
| CN103464117A (zh) | 一种乙二胺基多孔葡聚糖凝胶吸附剂的制备方法 | |
| CN110746636B (zh) | 一种温度敏感型海藻酸钠/纤维素醚复合水凝胶及其制备方法与应用 | |
| CN104292388B (zh) | 具有酰胺基和羟基且负载纳米水合氧化锰的复合水凝胶的制备方法和应用 | |
| CN103360555A (zh) | 一种高吸液速率的高吸水性树脂及其制备方法 | |
| CN111437778A (zh) | 一种氨基修饰微晶纤维素/氧化石墨烯气凝胶及其制备方法和应用 | |
| Qiang et al. | Preparation of double network antibacterial hydrogel modified by hydroxamic acid gelatin/polyacrylamide and high efficiency uranium extraction from seawater | |
| TWI711470B (zh) | 血液處理用珠粒 | |
| CN104610553A (zh) | 一种磁性纳米水凝胶及其制备方法 | |
| CN118955804B (zh) | 一种功能性双网络壳聚糖水凝胶、制备方法及应用 | |
| CN102397562B (zh) | 一种由普鲁士蓝负载Gd3+的造影剂的制备方法 | |
| CN111973803A (zh) | 一种具有优异力学性能和抗菌性的壳聚糖基抗菌伤口敷料 | |
| CN107159094A (zh) | 磁性氢氧化镁吸附剂去除废水中四环素的方法 | |
| CN118576791A (zh) | 一种抗凝涂层及其制备方法 | |
| CN105230612A (zh) | 一种毒死蜱复合微球 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| OL01 | Intention to license declared | ||
| OL01 | Intention to license declared |