專利名稱：仿生脂肪吸溶材料及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及材料領(lǐng)域，特別涉及仿生脂肪吸溶材料，還涉及該材料的制備方法和應(yīng)用。
背景技術(shù)：
制水、廢水處理，均以高效、低耗、安全、清潔為目標(biāo)，隨著科技的發(fā)展，許多人為或外來的難降解有機(jī)污染物大量進(jìn)入環(huán)境，造成環(huán)境尤其是水體中含有這些難降解有機(jī)污染物。難降解有機(jī)污染物，大部分是疏水性有機(jī)污染物(HOCs)，還包括持久性有機(jī)污染物(POPs)，具有低水溶性、高脂溶性特性，一旦進(jìn)入生物體的各種物質(zhì)中，與蛋白質(zhì)或者脂肪有較高親和力，會產(chǎn)生生物蓄積毒性。難降解有機(jī)污染物對生物降解、光解、化學(xué)分解作用有較高抵抗能力，一般活性污泥中的菌群對這些難降解有機(jī)污染物僅有微弱降解或根本無法降解，經(jīng)二級處理工藝甚至三級處理工藝處理的廢水，即使BOD (生化需氧量)、C0D (化學(xué)需氧量)、SS (水質(zhì)中的懸浮物)等基本指標(biāo)可以達(dá)到要求，但是難降解有機(jī)污染物依然存在，并且難降解有機(jī)污染物可以在水體、土壤和底泥等環(huán)境中存留數(shù)年時間。由于難降解有機(jī)污染物污染的嚴(yán)重性和廣泛性，全球范圍內(nèi)相繼投入大量人力物力，研究和尋找難降解有機(jī)污染物的控制和消除方法。目前對水體中難降解有機(jī)污染物主要處理工藝有高級氧化、超聲空化、電解法和光催化氧化技術(shù)等技術(shù)，但在工業(yè)規(guī)模上進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用，還存在不少亟待解決的問題。因此，急需尋找一種處理難降解有機(jī)污染物的方法，可以加快自然降解過程，同時低資源損耗。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一在于提供仿生脂肪吸溶材料，是一種通過界面聚合構(gòu)建以脂肪細(xì)胞為母本的仿生脂肪吸溶材料，對水體中難降解疏水性有機(jī)污染物進(jìn)行有效去除，尤其是低濃度，通過常規(guī)手段無法徹底根除的對生物體具有直接或間接危害的有機(jī)物，包括持久性有機(jī)污染物(POPs)進(jìn)行有效處理；本發(fā)明的目的之二在于提供仿生脂肪吸溶材料的制備方法，制備方法簡單，條件可控；本發(fā)明的目的之三在于提供仿生脂肪吸溶材料的應(yīng)用。為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，技術(shù)方案為1.仿生脂肪吸溶材料，所述仿生脂肪吸溶材料包括類脂和聚合物，所述類脂包埋在所述聚合物的內(nèi)部，所述聚合物具有親水性膜和親脂性內(nèi)核結(jié)構(gòu)。優(yōu)選的，所述類脂為三油酸甘油酯。優(yōu)選的，所述聚合物為聚酰胺。2.所述仿生脂肪吸溶材料的制備方法，包括如下步驟
a.將脂溶性聚合單體、類脂和分散劑溶解在有機(jī)溶劑中，構(gòu)成有機(jī)相，所述有機(jī)相中脂溶性聚合單體的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2. 5-20%，分散劑的體積分?jǐn)?shù)為O. 25-1. 5 %，類脂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5-30 % ；
b.將水溶性聚合單體溶解在去離子水中，構(gòu)成水相，所述水相中水溶性聚合單體的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2. 5-20 % ；
c.在冰水浴并攪拌條件下，將步驟b所得水相勻速加入步驟a所得有機(jī)相中，所述脂溶性聚合單體與水溶性聚合單體聚合成聚合物，然后包埋所述類脂，得仿生脂肪吸溶材料。本發(fā)明中，所述有機(jī)相中脂溶性聚合單體的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%，分散劑的體積分?jǐn)?shù)為1%，類脂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%時，效果最佳；所述水相中水溶性聚合單體的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15 %的效果最佳。優(yōu)選的，所述分散劑為聚氧乙烯失水山梨醇單月桂酸酯。優(yōu)選的，所述有機(jī)溶劑為三氯化碳和環(huán)己烷。優(yōu)選的，所述脂溶性聚合單體為對苯二甲酰氯或均苯三甲酰氯。優(yōu)選的，所述水溶性聚合單體為1，6-己二胺或/和哌嗪。3.所述仿生脂肪吸溶材料在降解疏水性有機(jī)污染物中的應(yīng)用。優(yōu)選的，所述疏水性有機(jī)污染物為林丹。本發(fā)明的有益效果本發(fā)明公開的仿生脂肪吸溶材料，利用脂溶性物質(zhì)在生物脂肪組織中的吸收，遷移和富集原理，通過界面聚合方式，獲得具有親水性膜和親脂性內(nèi)核結(jié)構(gòu)的仿生脂肪吸溶材料，所得仿生脂肪吸溶材料的比表面積為30.3 m2/g，平均粒徑為8. 918 nm ;本發(fā)明還公開了仿生脂肪吸溶材料的制備方法，整體工藝簡單可靠，條件易于控制；制得的仿生脂肪吸溶材料可以有效去除水體中難降解疏水性有機(jī)污染物，可以將lOPg/L的林丹降低至飲用水最大允許濃度O.1 Pg/L，還可以完全去除滲濾液尾水中分布的疏水性有機(jī)物，用于去除水體中難降解疏水性有機(jī)污染物，市場前景巨大。


圖1實(shí)施例1中仿生脂肪吸溶材料前聚體2000倍電鏡照片。圖2實(shí)施例1仿生脂肪吸溶材料2000倍電鏡照片。圖3實(shí)施例2中仿生脂肪吸溶材料前聚體2000倍電鏡照片。圖4實(shí)施例2中仿生脂肪吸溶材料2000倍電鏡照片。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步說明，但所述的實(shí)施方式舉例不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。實(shí)施例1
仿生脂肪吸溶材料的制備方法，具體步驟為
a.向氯仿/環(huán)己烷(V:V，1:4)混合有機(jī)溶劑加入三油酸甘油酯、對苯二甲酰氯和tween-20 (聚氧乙烯失水山梨醇單月桂酸酯)，得有機(jī)相；加入后三油酸甘油酯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%，對苯二甲酰氯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%，tween-20的體積分?jǐn)?shù)為1% ；
b.將1，6-己二胺用加入去離子水中至1，6-己二胺的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%，得水相；
c.將步驟b所得水相置于冰水浴中，在1500rpm/分鐘攪拌下，將步驟a所得有機(jī)相以30滴/分鐘勻速滴加至水相中，對苯二甲酰氯與1，6-己二胺發(fā)生聚合形成聚酰胺；反應(yīng)完畢后，用去離子水洗滌產(chǎn)物以除去副產(chǎn)物鹽酸，室溫晾干，得仿生脂肪吸溶材料，然后25 °C干燥保藏。將獲得的仿生脂肪吸溶材料進(jìn)行粒徑和比表面積測試，結(jié)果如表I所示。表1、仿生脂肪吸溶材料的性質(zhì)
權(quán)利要求
1.仿生脂肪吸溶材料，其特征在于所述仿生脂肪吸溶材料包括類脂和聚合物，所述類脂包埋在所述聚合物的內(nèi)部，所述聚合物具有親水性膜和親脂性內(nèi)核結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的仿生脂肪吸溶材料，其特征在于所述類脂為三油酸甘油酯。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的仿生脂肪吸溶材料，其特征在于所述聚合物為聚酰胺。
4.權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述仿生脂肪吸溶材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟a.將脂溶性聚合單體、類脂和分散劑溶解在有機(jī)溶劑中，構(gòu)成有機(jī)相，所述有機(jī)相中脂溶性聚合單體的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2. 5-20%，分散劑的體積分?jǐn)?shù)為O. 25-1. 5 %，類脂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 5-30 % ；b.將水溶性聚合單體溶解在去離子水中，構(gòu)成水相，所述水相中水溶性聚合單體的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2. 5-20 % ；c.在冰水浴并攪拌條件下，將步驟b所得水相勻速加入步驟a所得有機(jī)相中，所述脂溶性聚合單體與水溶性聚合單體聚合成聚合物，然后包埋所述類脂，得仿生脂肪吸溶材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述仿生脂肪吸溶材料的制備方法，其特征在于所述分散劑為聚氧乙烯失水山梨醇單月桂酸酯。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述仿生脂肪吸溶材料的制備方法，其特征在于所述有機(jī)溶劑為三氯化碳和環(huán)己烷。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述仿生脂肪吸溶材料的制備方法，其特征在于所述脂溶性聚合單體為對苯二甲酰氯或均苯三甲酰氯。
8.根據(jù)權(quán)利要求4-7任一項(xiàng)所述仿生脂肪吸溶材料的制備方法，其特征在于所述水溶性聚合單體為1，6-己二胺或/和哌嗪。
9.權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述仿生脂肪吸溶材料在降解疏水性有機(jī)污染物中的應(yīng)用。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的應(yīng)用，其特征在于所述疏水性有機(jī)污染物為林丹。
全文摘要
本發(fā)明公開了仿生脂肪吸溶材料及其制備方法和應(yīng)用，仿生脂肪吸溶材料包括類脂和聚合物，類脂包埋在所述聚合物的內(nèi)部，聚合物具有親水性膜和親脂性內(nèi)核結(jié)構(gòu)，其比表面積為30.3m2/g，平均粒徑為8.918nm；仿生脂肪吸溶材料的制備工藝簡單，條件易于控制，所得仿生脂肪吸溶材料可以有效去除水體中難降解疏水性有機(jī)污染物，用于環(huán)境治理或水體凈化領(lǐng)域，具有廣泛的應(yīng)用前景。
文檔編號B01J20/30GK103007902SQ20121055782
公開日2013年4月3日 申請日期2012年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月20日
發(fā)明者宋立巖 申請人:重慶綠色智能技術(shù)研究院