一种新型污泥基水凝胶材料及其制备方法

文档序号:24620069发布日期:2021-04-09 20:24阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种污泥基水凝胶材料,以污泥为原材料制备而成,其特征在于,该污泥基水凝胶材料是以污泥为基质,n,n-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,过硫酸钾、过一硫酸氢钾或双氧水中任何一种为引发剂,丙烯酸为单体,通过自由基聚合交联反应合成。

2.如权利要求1所述污泥基水凝胶材料,其特征在于,制备水凝胶材料时原材料污泥的总固体(totalsolids,ts)含量为1-10g/l。

3.如权利要求1所述污泥基水凝胶材料,其特征在于,制备水凝胶材料时,丙烯酸的浓度为6-20wt%,引发剂的浓度为1-16mmol/l,n,n-亚甲基双丙烯酰胺的浓度为0.02-0.4wt%。

4.如权利要求1所述污泥基水凝胶材料,其特征在于,原材料污泥为厌氧污泥、初沉池污泥、二沉池污泥、剩余活性污泥、脱水污泥中任何一种;优选的,所述厌氧污泥为污水处理厂排放的厌氧污泥。

5.如权利要求1-4任意一项所述污泥基水凝胶材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

(1)对原材料污泥进行水浴升温加热,当所述原材料污泥的温度升温至(t-5℃)~t时,保持至少10min;接着,向其中加入丙烯酸、过硫酸钾及n,n-亚甲基双丙烯酰胺形成反应体系;所述t为预先设定的目标水浴温度,满足65℃≤t≤75℃;

(2)保持温度为t的水浴条件,对所述步骤(1)得到的所述反应体系进行搅拌至少30min;接着,在保持温度为t的水浴条件下静置至少60min,从而生成凝胶状固体。

6.如权利要求5所述制备方法,其特征在于,还包括步骤:

(3)对所述步骤(2)得到的所述凝胶状固体进行冷冻干燥,然后研磨、过筛,从而得到干燥的污泥基水凝胶材料。

7.如权利要求6所述制备方法,其特征在于,针对所述步骤(3)得到的所述干燥的污泥基水凝胶材料,吸水膨胀率为5-30g/g。

8.如权利要求5所述制备方法,其特征在于,所述步骤(1)得到的所述反应体系中,包含:6-20wt%丙烯酸,1-16mmol/l引发剂,0.02-0.4wt%n,n-亚甲基双丙烯酰胺;

优选的,所述步骤(1)得到的所述反应体系中,包含:15wt%丙烯酸,4mmol/l引发剂,0.05wt%n,n-亚甲基双丙烯酰胺。


技术总结
本发明属于污泥资源化利用及污泥基材料制备领域,公开了一种新型污泥基水凝胶材料及其制备方法,该污泥基水凝胶材料是以污泥为基质,N,N‑亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,过硫酸钾、过一硫酸氢钾或双氧水中任何一种为引发剂,丙烯酸为单体,通过自由基聚合交联反应合成。本发明通过对水凝胶材料的细节组成及制备机理等进行改进,以污泥为基质原材料,配合N,N‑亚甲基双丙烯酰胺为交联剂、过硫酸钾为引发剂、丙烯酸为单体,通过自由基聚合交联反应合成污泥基水凝胶材料,具有良好的吸水、保水性,且制备过程简单,操作方便,反应条件温和可控,不需要复杂设备。

技术研发人员:肖可可;魏乐成;孙玫;关文义;于泽聪;杨钊;杨家宽
受保护的技术使用者:华中科技大学
技术研发日:2020.11.18
技术公布日:2021.04.09
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