CN111921502A - 一种MnFe2O4-聚多巴胺-丙烯酸基水凝胶磁性吸附材料及其制法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及水凝胶吸附技术领域,且公开了一种MnFe2O4‑聚多巴胺‑丙烯酸基水凝胶磁性吸附材料,包括以下配方原料及组分:烯基功能化聚多巴胺修饰MnFe2O4、丙烯酸、丙烯酰胺、N,N'‑亚甲基双丙烯酰胺、偶氮二异丁腈。促进剂三乙胺和催化剂4‑二甲氨基吡啶,活化聚多巴胺中部分吲哚环上亚氨基的氢原子,与甲基丙烯酸酐的酸酐基团反应,得到烯基功能化聚多巴胺修饰MnFe2O4,再与丙烯酸、丙烯酰胺共聚,通过化学共价接枝的方法将MnFe2O4纳米粒子引入丙烯酸基水凝胶的基体中,减少了MnFe2O4纳米粒子之间的磁性吸引而团聚,同时避免了MnFe2O4纳米粒子与水凝胶发生脱落和相分离,表现出优异的物理静电吸附、化学螯合吸附和磁性吸附作用。
Description
技术领域
本发明涉及水凝胶吸附技术领域,具体为一种MnFe2O4-聚多巴胺-丙烯酸基水凝胶磁性吸附材料及其制法。
背景技术
丙烯酸基水凝胶是一丙烯酸、丙烯酰胺等单体聚合得到到三维结构凝胶,具有优异的吸水性,并且含有丰富的羧基和氨基等官能团,可以通过物理静电吸附和化学螯合作用,对Cu2+、Cd2+等重金属离子,以及亚甲基蓝、甲基橙等有机染料污染物进行吸附,起到污水净化的效果,但是传统的丙烯酸基水凝胶的吸附性能有限,吸附材料的最大吸附量不高。
纳米铁氧体如纳米四氧化三铁、纳米锰铁氧体、纳米镍锌铁氧体等具有优异的磁性,比表面积大,吸附位点多、磁性吸附性能强等优点,广泛应用在污水处理方面,可以将纳米锰铁氧体等引入到丙烯酸基水凝胶的基体中,形成有机-无机杂化材料,赋予水凝胶优异的磁性吸附性能,但是锰铁氧体纳米粒子之间具有磁性吸引,在水凝胶中容易发生团聚现象,减少活性吸附位点和磁性吸附能力,并且目前通常使用物理共混的方法将纳米锰铁氧体和丙烯酸基水凝胶进行机械混合,会使锰铁氧体纳米粒子与水凝胶结合不紧密不牢固,在流动的水体环境中锰铁氧体纳米粒子容易从水凝胶基体中脱落,发生相分离,不仅影响了水凝胶材料的磁性吸附性能,同时脱落的锰铁氧体纳米粒子会造成二次污染。
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足,本发明提供了一种高效的MnFe2O4-聚多巴胺-丙烯酸基水凝胶磁性吸附材料及其制法,解决了传统的丙烯酸基水凝胶的吸附性能不的问题,同时解决了锰铁氧体纳米粒子容易从水凝胶基体中脱落的问题。
(二)技术方案
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种MnFe2O4-聚多巴胺-丙烯酸基水凝胶磁性吸附材料:包括以下原料及组分,烯基功能化聚多巴胺修饰MnFe2O4、丙烯酸、丙烯酰胺、N,N'-亚甲基双丙烯酰胺、偶氮二异丁腈,质量比为80-300:15-60:100:40-80:5-10:3-6。
优选的,所述MnFe2O4-聚多巴胺-丙烯酸基水凝胶磁性吸附材料制备方法如下:
(1)向反应瓶中加入乙二醇溶剂、静电稳定剂、氯化铁和氯化锰,搅拌均匀后将溶液倒入水热反应釜中,置于反应釜加热装置中,加热至180-200℃,反应5-10h,离心分离除去溶剂、使用蒸馏水洗涤并干燥,制备得到纳米MnFe2O4。
(2)向反应瓶中加入蒸馏水溶剂,加入纳米MnFe2O4,超声分散后加入表面活性剂、盐酸多巴胺和Tris-HCl缓冲溶液,调节溶液pH至8.5,匀速搅拌反应4-10h,将溶液过滤、使用丙酮洗涤并干燥,制备得到聚多巴胺修饰MnFe2O4。
(3)向反应瓶中加入1,2-二氯乙烷溶剂和聚多巴胺修饰MnFe2O4,超声分散后加入甲基丙烯酸酐、促进剂和催化剂,在氮气氛围下加热至80-100℃下反应24-48h,将溶液减压蒸馏除去溶剂,使用丙酮洗涤并干燥,制备得到烯基功能化聚多巴胺修饰MnFe2O4。
(4)向反应瓶中加入N,N-二甲基甲酰胺溶剂和烯基功能化聚多巴胺修饰MnFe2O4,超声分散后加入在氮气氛围中,加入丙烯酸、丙烯酰胺、交联剂N,N'-亚甲基双丙烯酰胺和引发剂偶氮二异丁腈,加热至60-80℃,匀速搅拌反应12-24h,将溶液置于冰水浴中冷却,加入正己烷溶剂直至有大量沉淀析出,过滤除去溶剂,使用蒸馏水和乙醇洗涤,固体产物进行透析除杂,制备得到MnFe2O4-聚多巴胺-丙烯酸基水凝胶磁性吸附材料。
优选的,所述步骤(1)中的静电稳定剂为醋酸钠,与氯化铁和氯化锰的物质的量比为40-50:20-22:10。
优选的,所述步骤(1)中的反应釜加热装置包括鼓风加热机,反应釜加热装置内部下方固定连接有转动装置,转动装置活动连接有旋转轴,旋转轴固定连接有底座,底座表面设置有水热反应釜,底座上方设置有卡槽,卡槽活动连接有卡块,卡块固定连接有移动杆,移动杆活动连接有调节球,调节球活动连接有调节杆,调节杆活动连接有连接球。
优选的,所述步骤(2)中的表面活性剂为十二烷基苯磺酸,纳米MnFe2O4、十二烷基苯磺酸和盐酸多巴胺的质量比为15-25:20-40:10。
优选的,所述步骤(3)中的促进剂为三乙胺,催化剂为4-二甲氨基吡啶,其中聚多巴胺修饰MnFe2O4、甲基丙烯酸酐、三乙胺和4-二甲氨基吡啶的质量比为100:15-40:40-100:2-5。
(三)有益的技术效果
与现有技术相比,本发明具备以下有益的技术效果:
该一种MnFe2O4-聚多巴胺-丙烯酸基水凝胶磁性吸附材料,以醋酸钠作为静电稳定剂,制备得到分散性良好的纳米MnFe2O4,以十二烷基苯磺酸作为表面活性剂,使多巴胺在纳米MnFe2O4表面原位修饰一层聚多巴胺,再以三乙胺作为促进剂,4-二甲氨基吡啶作为催化剂,活化聚多巴胺中部分吲哚环上亚氨基的氢原子,与甲基丙烯酸酐的酸酐基团反应,得到烯基功能化聚多巴胺修饰MnFe2O4。
该一种MnFe2O4-聚多巴胺-丙烯酸基水凝胶磁性吸附材料,以N,N'-亚甲基双丙烯酰胺作为交联剂,偶氮二异丁腈作为引发剂,使烯基功能化聚多巴胺修饰MnFe2O4的烯基官能团与丙烯酸、丙烯酰胺进行自由基共聚,通过化学共价接枝的方法将MnFe2O4纳米粒子引入丙烯酸基水凝胶的基体中,改善了纳米MnFe2O4与丙烯酸基水凝胶的分散性,通过化学键的修饰,不仅减少了MnFe2O4纳米粒子之间的磁性吸引而团聚,同时避免了MnFe2O4纳米粒子与水凝胶发生脱落和相分离。
该一种MnFe2O4-聚多巴胺-丙烯酸基水凝胶磁性吸附材料,具有优异的物理静电吸附、化学螯合吸附和磁性吸附作用,同时在酸性条件下,氢离子会使MnFe2O4-聚多巴胺-丙烯酸基水凝胶中聚多巴胺分子链中的亚氨基发生质子化,使水凝胶材料带正电,进一步提高材料的静电吸附性能,对Cd2+和亚甲基蓝具有优异的吸附性能和最大吸附量。
附图说明
图1是反应釜加热装置正面示意图;
图2是连接球俯视示意图;
图3是调节杆调节示意图。
1-反应釜加热装置;2-鼓风加热机;3-转动装置;4-旋转轴;5-底座;6-水热反应釜;7-卡槽;8-卡块;9-移动杆;10-调节球;11-调节杆;12-连接球。
具体实施方式
为实现上述目的,本发明提供如下具体实施方式和实施例:一种MnFe2O4-聚多巴胺-丙烯酸基水凝胶磁性吸附材料:包括以下原料及组分,烯基功能化聚多巴胺修饰MnFe2O4、丙烯酸、丙烯酰胺、N,N'-亚甲基双丙烯酰胺、偶氮二异丁腈,质量比为80-300:15-60:100:40-80:5-10:3-6。
MnFe2O4-聚多巴胺-丙烯酸基水凝胶磁性吸附材料制备方法如下:
(1)向反应瓶中加入乙二醇溶剂、静电稳定剂醋酸钠、氯化铁和氯化锰,三者物质的量比为40-50:20-22:10,搅拌均匀后将溶液倒入水热反应釜中,反应釜加热装置包括鼓风加热机,反应釜加热装置内部下方固定连接有转动装置,转动装置活动连接有旋转轴,旋转轴固定连接有底座,底座表面设置有水热反应釜,底座上方设置有卡槽,卡槽活动连接有卡块,卡块固定连接有移动杆,移动杆活动连接有调节球,调节球活动连接有调节杆,调节杆活动连接有连接球,置于反应釜加热装置中,加热至180-200℃,反应5-10h,离心分离除去溶剂、使用蒸馏水洗涤并干燥,制备得到纳米MnFe2O4。
(2)向反应瓶中加入蒸馏水溶剂,加入纳米MnFe2O4,超声分散后加入表面活性剂十二烷基苯磺酸,盐酸多巴胺和Tris-HCl缓冲溶液,其中纳米MnFe2O4、十二烷基苯磺酸和盐酸多巴胺的质量比为15-25:20-40:10,调节溶液pH至8.5,匀速搅拌反应4-10h,将溶液过滤、使用丙酮洗涤并干燥,制备得到聚多巴胺修饰MnFe2O4。
(3)向反应瓶中加入1,2-二氯乙烷溶剂和聚多巴胺修饰MnFe2O4,超声分散后加入甲基丙烯酸酐、促进剂三乙胺和催化剂4-二甲氨基吡啶,三者质量比为100:15-40:40-100:2-5,在氮气氛围下加热至80-100℃下反应24-48h,将溶液减压蒸馏除去溶剂,使用丙酮洗涤并干燥,制备得到烯基功能化聚多巴胺修饰MnFe2O4。
(4)向反应瓶中加入N,N-二甲基甲酰胺溶剂和烯基功能化聚多巴胺修饰MnFe2O4,超声分散后加入在氮气氛围中,加入丙烯酸、丙烯酰胺、交联剂N,N'-亚甲基双丙烯酰胺和引发剂偶氮二异丁腈,加热至60-80℃,匀速搅拌反应12-24h,将溶液置于冰水浴中冷却,加入正己烷溶剂直至有大量沉淀析出,过滤除去溶剂,使用蒸馏水和乙醇洗涤,固体产物进行透析除杂,制备得到MnFe2O4-聚多巴胺-丙烯酸基水凝胶磁性吸附材料。
实施例1
(1)向反应瓶中加入乙二醇溶剂、静电稳定剂醋酸钠、氯化铁和氯化锰,三者物质的量比为40:20:10,搅拌均匀后将溶液倒入水热反应釜中,反应釜加热装置包括鼓风加热机,反应釜加热装置内部下方固定连接有转动装置,转动装置活动连接有旋转轴,旋转轴固定连接有底座,底座表面设置有水热反应釜,底座上方设置有卡槽,卡槽活动连接有卡块,卡块固定连接有移动杆,移动杆活动连接有调节球,调节球活动连接有调节杆,调节杆活动连接有连接球,置于反应釜加热装置中,加热至180℃,反应5h,离心分离除去溶剂、使用蒸馏水洗涤并干燥,制备得到纳米MnFe2O4。
(2)向反应瓶中加入蒸馏水溶剂,加入纳米MnFe2O4,超声分散后加入表面活性剂十二烷基苯磺酸,盐酸多巴胺和Tris-HCl缓冲溶液,其中纳米MnFe2O4、十二烷基苯磺酸和盐酸多巴胺的质量比为15:20:10,调节溶液pH至8.5,匀速搅拌反应4h,将溶液过滤、使用丙酮洗涤并干燥,制备得到聚多巴胺修饰MnFe2O4。
(3)向反应瓶中加入1,2-二氯乙烷溶剂和聚多巴胺修饰MnFe2O4,超声分散后加入甲基丙烯酸酐、促进剂三乙胺和催化剂4-二甲氨基吡啶,三者质量比为100:15:40:2,在氮气氛围下加热至80℃下反应24h,将溶液减压蒸馏除去溶剂,使用丙酮洗涤并干燥,制备得到烯基功能化聚多巴胺修饰MnFe2O4。
(4)向反应瓶中加入N,N-二甲基甲酰胺溶剂和烯基功能化聚多巴胺修饰MnFe2O4,超声分散后加入在氮气氛围中,加入丙烯酸、丙烯酰胺、交联剂N,N'-亚甲基双丙烯酰胺和引发剂偶氮二异丁腈,五者质量比为80:15:100:40:5:3,加热至60℃,匀速搅拌反应12h,将溶液置于冰水浴中冷却,加入正己烷溶剂直至有大量沉淀析出,过滤除去溶剂,使用蒸馏水和乙醇洗涤,固体产物进行透析除杂,制备得到MnFe2O4-聚多巴胺-丙烯酸基水凝胶磁性吸附材料1。
实施例2
(1)向反应瓶中加入乙二醇溶剂、静电稳定剂醋酸钠、氯化铁和氯化锰,三者物质的量比为44:20.5:10,搅拌均匀后将溶液倒入水热反应釜中,反应釜加热装置包括鼓风加热机,反应釜加热装置内部下方固定连接有转动装置,转动装置活动连接有旋转轴,旋转轴固定连接有底座,底座表面设置有水热反应釜,底座上方设置有卡槽,卡槽活动连接有卡块,卡块固定连接有移动杆,移动杆活动连接有调节球,调节球活动连接有调节杆,调节杆活动连接有连接球,置于反应釜加热装置中,加热至200℃,反应5h,离心分离除去溶剂、使用蒸馏水洗涤并干燥,制备得到纳米MnFe2O4。
(2)向反应瓶中加入蒸馏水溶剂,加入纳米MnFe2O4,超声分散后加入表面活性剂十二烷基苯磺酸,盐酸多巴胺和Tris-HCl缓冲溶液,其中纳米MnFe2O4、十二烷基苯磺酸和盐酸多巴胺的质量比为18:25:10,调节溶液pH至8.5,匀速搅拌反应10h,将溶液过滤、使用丙酮洗涤并干燥,制备得到聚多巴胺修饰MnFe2O4。
(3)向反应瓶中加入1,2-二氯乙烷溶剂和聚多巴胺修饰MnFe2O4,超声分散后加入甲基丙烯酸酐、促进剂三乙胺和催化剂4-二甲氨基吡啶,三者质量比为100:25:60:3,在氮气氛围下加热至100℃下反应36h,将溶液减压蒸馏除去溶剂,使用丙酮洗涤并干燥,制备得到烯基功能化聚多巴胺修饰MnFe2O4。
(4)向反应瓶中加入N,N-二甲基甲酰胺溶剂和烯基功能化聚多巴胺修饰MnFe2O4,超声分散后加入在氮气氛围中,加入丙烯酸、丙烯酰胺、交联剂N,N'-亚甲基双丙烯酰胺和引发剂偶氮二异丁腈,五者质量比为150:30:100:50:7:4,加热至80℃,匀速搅拌反应24h,将溶液置于冰水浴中冷却,加入正己烷溶剂直至有大量沉淀析出,过滤除去溶剂,使用蒸馏水和乙醇洗涤,固体产物进行透析除杂,制备得到MnFe2O4-聚多巴胺-丙烯酸基水凝胶磁性吸附材料2。
实施例3
(1)向反应瓶中加入乙二醇溶剂、静电稳定剂醋酸钠、氯化铁和氯化锰,三者物质的量比为46:21:10,搅拌均匀后将溶液倒入水热反应釜中,反应釜加热装置包括鼓风加热机,反应釜加热装置内部下方固定连接有转动装置,转动装置活动连接有旋转轴,旋转轴固定连接有底座,底座表面设置有水热反应釜,底座上方设置有卡槽,卡槽活动连接有卡块,卡块固定连接有移动杆,移动杆活动连接有调节球,调节球活动连接有调节杆,调节杆活动连接有连接球,置于反应釜加热装置中,加热至200℃,反应8h,离心分离除去溶剂、使用蒸馏水洗涤并干燥,制备得到纳米MnFe2O4。
(2)向反应瓶中加入蒸馏水溶剂,加入纳米MnFe2O4,超声分散后加入表面活性剂十二烷基苯磺酸,盐酸多巴胺和Tris-HCl缓冲溶液,其中纳米MnFe2O4、十二烷基苯磺酸和盐酸多巴胺的质量比为22:35:10,调节溶液pH至8.5,匀速搅拌反应8h,将溶液过滤、使用丙酮洗涤并干燥,制备得到聚多巴胺修饰MnFe2O4。
(3)向反应瓶中加入1,2-二氯乙烷溶剂和聚多巴胺修饰MnFe2O4,超声分散后加入甲基丙烯酸酐、促进剂三乙胺和催化剂4-二甲氨基吡啶,三者质量比为100:32:80:4,在氮气氛围下加热至90℃下反应36h,将溶液减压蒸馏除去溶剂,使用丙酮洗涤并干燥,制备得到烯基功能化聚多巴胺修饰MnFe2O4。
(4)向反应瓶中加入N,N-二甲基甲酰胺溶剂和烯基功能化聚多巴胺修饰MnFe2O4,超声分散后加入在氮气氛围中,加入丙烯酸、丙烯酰胺、交联剂N,N'-亚甲基双丙烯酰胺和引发剂偶氮二异丁腈,五者质量比为220:45:100:65:9:5,加热至70℃,匀速搅拌反应18h,将溶液置于冰水浴中冷却,加入正己烷溶剂直至有大量沉淀析出,过滤除去溶剂,使用蒸馏水和乙醇洗涤,固体产物进行透析除杂,制备得到MnFe2O4-聚多巴胺-丙烯酸基水凝胶磁性吸附材料3。
实施例4
(1)向反应瓶中加入乙二醇溶剂、静电稳定剂醋酸钠、氯化铁和氯化锰,三者物质的量比为50:22:10,搅拌均匀后将溶液倒入水热反应釜中,反应釜加热装置包括鼓风加热机,反应釜加热装置内部下方固定连接有转动装置,转动装置活动连接有旋转轴,旋转轴固定连接有底座,底座表面设置有水热反应釜,底座上方设置有卡槽,卡槽活动连接有卡块,卡块固定连接有移动杆,移动杆活动连接有调节球,调节球活动连接有调节杆,调节杆活动连接有连接球,置于反应釜加热装置中,加热至200℃,反应10h,离心分离除去溶剂、使用蒸馏水洗涤并干燥,制备得到纳米MnFe2O4。
(2)向反应瓶中加入蒸馏水溶剂,加入纳米MnFe2O4,超声分散后加入表面活性剂十二烷基苯磺酸,盐酸多巴胺和Tris-HCl缓冲溶液,其中纳米MnFe2O4、十二烷基苯磺酸和盐酸多巴胺的质量比为25:40:10,调节溶液pH至8.5,匀速搅拌反应10h,将溶液过滤、使用丙酮洗涤并干燥,制备得到聚多巴胺修饰MnFe2O4。
(3)向反应瓶中加入1,2-二氯乙烷溶剂和聚多巴胺修饰MnFe2O4,超声分散后加入甲基丙烯酸酐、促进剂三乙胺和催化剂4-二甲氨基吡啶,三者质量比为100:40:100:5,在氮气氛围下加热至100℃下反应48h,将溶液减压蒸馏除去溶剂,使用丙酮洗涤并干燥,制备得到烯基功能化聚多巴胺修饰MnFe2O4。
(4)向反应瓶中加入N,N-二甲基甲酰胺溶剂和烯基功能化聚多巴胺修饰MnFe2O4,超声分散后加入在氮气氛围中,加入丙烯酸、丙烯酰胺、交联剂N,N'-亚甲基双丙烯酰胺和引发剂偶氮二异丁腈,五者质量比为300:60:100:80:10:6,加热至80℃,匀速搅拌反应24h,将溶液置于冰水浴中冷却,加入正己烷溶剂直至有大量沉淀析出,过滤除去溶剂,使用蒸馏水和乙醇洗涤,固体产物进行透析除杂,制备得到MnFe2O4-聚多巴胺-丙烯酸基水凝胶磁性吸附材料4。
对比例1
(1)向反应瓶中加入乙二醇溶剂、静电稳定剂醋酸钠、氯化铁和氯化锰,三者物质的量比为35:20:10,搅拌均匀后将溶液倒入水热反应釜中,反应釜加热装置包括鼓风加热机,反应釜加热装置内部下方固定连接有转动装置,转动装置活动连接有旋转轴,旋转轴固定连接有底座,底座表面设置有水热反应釜,底座上方设置有卡槽,卡槽活动连接有卡块,卡块固定连接有移动杆,移动杆活动连接有调节球,调节球活动连接有调节杆,调节杆活动连接有连接球,置于反应釜加热装置中,加热至200℃,反应5h,离心分离除去溶剂、使用蒸馏水洗涤并干燥,制备得到纳米MnFe2O4。
(2)向反应瓶中加入蒸馏水溶剂,加入纳米MnFe2O4,超声分散后加入表面活性剂十二烷基苯磺酸,盐酸多巴胺和Tris-HCl缓冲溶液,其中纳米MnFe2O4、十二烷基苯磺酸和盐酸多巴胺的质量比为35:15:10,调节溶液pH至8.5,匀速搅拌反应10h,将溶液过滤、使用丙酮洗涤并干燥,制备得到聚多巴胺修饰MnFe2O4。
(3)向反应瓶中加入1,2-二氯乙烷溶剂和聚多巴胺修饰MnFe2O4,超声分散后加入甲基丙烯酸酐、促进剂三乙胺和催化剂4-二甲氨基吡啶,三者质量比为100:10:30:6,在氮气氛围下加热至100℃下反应48h,将溶液减压蒸馏除去溶剂,使用丙酮洗涤并干燥,制备得到烯基功能化聚多巴胺修饰MnFe2O4。
(4)向反应瓶中加入N,N-二甲基甲酰胺溶剂和烯基功能化聚多巴胺修饰MnFe2O4,超声分散后加入在氮气氛围中,加入丙烯酸、丙烯酰胺、交联剂N,N'-亚甲基双丙烯酰胺和引发剂偶氮二异丁腈,五者质量比为50:10:100:100:15:8,加热至80℃,匀速搅拌反应24h,将溶液置于冰水浴中冷却,加入正己烷溶剂直至有大量沉淀析出,过滤除去溶剂,使用蒸馏水和乙醇洗涤,固体产物进行透析除杂,制备得到MnFe2O4-聚多巴胺-丙烯酸基水凝胶磁性吸附对比材料1。
分别向pH为3的盐酸溶液中加入500mg CdCl2,各加入2g MnFe2O4-聚多巴胺-丙烯酸基水凝胶磁性吸附材料和对比吸附材料,匀速振荡6h,使用UV-6100S双光束紫外可见分光光度计检测Cd2+的浓度和吸附材料的最大吸附量,测试标准为GB/T 10533-2014。
分别向pH为3的盐酸溶液中加入500mg的亚甲基蓝,各加入2g的MnFe2O4-聚多巴胺-丙烯酸基水凝胶磁性吸附材料和对比吸附材料,匀速振荡6h,使用UV-6100S双光束紫外可见分光光度计检测亚甲基蓝的浓度和吸附材料的最大吸附量,测试标准为GB/T 10533-2014。
Claims (6)
1.一种MnFe2O4-聚多巴胺-丙烯酸基水凝胶磁性吸附材料,其特征在于:包括以下原料及组分,烯基功能化聚多巴胺修饰MnFe2O4、丙烯酸、丙烯酰胺、N,N'-亚甲基双丙烯酰胺、偶氮二异丁腈,质量比为80-300:15-60:100:40-80:5-10:3-6。
2.根据权利要求1所述的一种MnFe2O4-聚多巴胺-丙烯酸基水凝胶磁性吸附材料,其特征在于:所述MnFe2O4-聚多巴胺-丙烯酸基水凝胶磁性吸附材料制备方法如下:
(1)向乙二醇溶剂中加入静电稳定剂、氯化铁和氯化锰,搅拌均匀后将溶液倒入水热反应釜中,置于反应釜加热装置中,加热至180-200℃,反应5-10h,离心分离、洗涤并干燥,制备得到纳米MnFe2O4;
(2)向蒸馏水溶剂中加入纳米MnFe2O4,超声分散后加入表面活性剂、盐酸多巴胺和Tris-HCl缓冲溶液,调节溶液pH至8.5,反应4-10h,过滤、洗涤并干燥,制备得到聚多巴胺修饰MnFe2O4;
(3)向1,2-二氯乙烷溶剂中加入聚多巴胺修饰MnFe2O4,超声分散后加入甲基丙烯酸酐、促进剂和催化剂,在氮气氛围下加热至80-100℃下反应24-48h,减压蒸馏、洗涤并干燥,制备得到烯基功能化聚多巴胺修饰MnFe2O4;
(4)向N,N-二甲基甲酰胺中加入烯基功能化聚多巴胺修饰MnFe2O4,超声分散后加入在氮气氛围中,加入丙烯酸、丙烯酰胺、交联剂N,N'-亚甲基双丙烯酰胺和引发剂偶氮二异丁腈,加热至60-80℃,反应12-24h,冷却、沉淀、过滤、洗涤、透析除杂,制备得到MnFe2O4-聚多巴胺-丙烯酸基水凝胶磁性吸附材料。
3.根据权利要求2所述的一种MnFe2O4-聚多巴胺-丙烯酸基水凝胶磁性吸附材料,其特征在于:所述步骤(1)中的静电稳定剂为醋酸钠,与氯化铁和氯化锰的物质的量比为40-50:20-22:10。
4.根据权利要求2所述的一种MnFe2O4-聚多巴胺-丙烯酸基水凝胶磁性吸附材料,其特征在于:所述步骤(1)中的反应釜加热装置包括鼓风加热机,反应釜加热装置内部下方固定连接有转动装置,转动装置活动连接有旋转轴,旋转轴固定连接有底座,底座表面设置有水热反应釜,底座上方设置有卡槽,卡槽活动连接有卡块,卡块固定连接有移动杆,移动杆活动连接有调节球,调节球活动连接有调节杆,调节杆活动连接有连接球。
5.根据权利要求2所述的一种MnFe2O4-聚多巴胺-丙烯酸基水凝胶磁性吸附材料,其特征在于:所述步骤(2)中的表面活性剂为十二烷基苯磺酸,纳米MnFe2O4、十二烷基苯磺酸和盐酸多巴胺的质量比为15-25:20-40:10。
6.根据权利要求2所述的一种MnFe2O4-聚多巴胺-丙烯酸基水凝胶磁性吸附材料,其特征在于:所述步骤(3)中的促进剂为三乙胺,催化剂为4-二甲氨基吡啶,其中聚多巴胺修饰MnFe2O4、甲基丙烯酸酐、三乙胺和4-二甲氨基吡啶的质量比为100:15-40:40-100:2-5。
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