技术摘要：
本发明涉及水凝胶吸附材料技术领域，且公开了一种壳聚糖‑聚多巴胺‑石墨烯水凝胶吸附材料，包括以下配方原料及组分：巯基化壳聚糖、盐酸多巴胺和生物质基多孔石墨烯。该一种壳聚糖‑聚多巴胺‑石墨烯水凝胶吸附材料，生物质基多孔石墨烯孔隙结构丰富，聚多巴胺纳米粒  全部
背景技术：
当代社会的四大污染是指水污染、噪音污染、大气污染和固体废物污染，其中水污 染的危害非常大，水污染主要是未经处理而排放的生活污水和工业废水，以及生活垃圾随 意丢弃导致的，无污染主要有无机盐，以及铜、铬、镉重金属离子等无污染物，以及有机卤化 物和亚甲基蓝、罗丹明B等有机染料的有机污染物，对自然水源的污染，以及水生生物的危 害极大。 目前对于水污染的处理方法主要有物理吸附法、化学氧化法、中和沉淀法。生物降 解法等，水凝胶材料是一种亲水性很强的三维网络结构凝胶，可以通过调节单体的组成，向 水凝胶基体中引入丰富的氨基、羟基、羧基等基团，这些基团具有很强的吸附螯合作用，对 重金属离子和有机染料具有良好的吸附作用，因此水凝胶材料在吸附材料和水污染处理等 方面的应用前景非常广阔，但是单一的水凝胶材料的吸附性能有限，并且很难同时对重金 属离子以及有机染料进行吸附，不具有吸附广谱性。 (一)解决的技术问题 针对现有技术的不足，本发明提供了一种壳聚糖-聚多巴胺-石墨烯水凝胶吸附材 料及其制法，解决了单一的水凝胶材料并且很难同时对重金属离子以及有机染料进行吸 附。 (二)技术方案 为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种壳聚糖-聚多巴胺-石墨烯水凝 胶吸附材料，包括以下原料及组分：巯基化壳聚糖，质量比为5-20:1的盐酸多巴胺和生物质 基多孔石墨烯。 优选的，所述壳聚糖-聚多巴胺-石墨烯水凝胶吸附材料制备方法如下： (1)将鸡蛋的蛋清液进行离心分离，分离蛋白置于去离子水溶剂中，加入抗坏血 酸，置于恒温反应器中，加热至25-45℃，匀速搅拌5-10h直至形成胶体状，再加入氧化石墨 烯和尿素，匀速搅拌形成凝胶状，将凝胶状产物进行冷冻-解冻处理，先在-15℃至-25℃下 冷冻处理，然后在25-35℃下解冻，重复冷冻-解冻过程2-4次，固体产物与氢氧化钾溶液混 合均匀后，置于水热反应釜中，在160-180℃下反应2-4h，冷冻干燥除去溶剂，固体混合产物 置于气氛炉中，升温速率为2-10℃/min，在氩气氛围下升温至700-800℃，保温煅烧2-3h，制 备得到生物质基多孔石墨烯。 (2)向反应瓶中加入去离子水和生物质基多孔石墨烯，超声分散均匀后加入Tris- HCl溶液并调节溶液pH至8.5，在20-40℃下反应20-30h，过滤除去溶剂，使用乙醇和去离子 水洗涤产物并干燥，制备得到纳米聚多巴胺接枝多孔石墨烯。 (3)向反应瓶中加入浓硝酸、磷酸、壳聚糖和硝酸钠，控制HNO3、H3PO4和NaNO2的物 4 CN 111589425 A 说　明　书 2/8 页 质的量比为2-2.5:1:0.2-0.4，在40-70℃下，匀速搅拌反应1-3h，将溶液加入氢氧化钠调节 溶液pH至5-6，加入去离子水直至有大量沉淀析出，离心分离和洗涤固体产物并干燥，制备 得到羧基化壳聚糖。 (4)向反应瓶中加入去离子水溶剂和羧基化壳聚糖，超声分散均匀后加入胱胺二 盐酸盐、活化剂1-羟基-7-氮杂苯并三氮唑和缩合剂1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚 胺盐酸盐，匀速搅拌反应10-20h，将溶液离心分离、洗涤和干燥，制备得到胱胺化壳聚糖。 (5)向反应瓶中加入乙醇溶剂和胱胺化壳聚糖，超声分散均匀后加入二硫苏糖醇， 匀速搅拌反应15-25h，将溶液离心分离、洗涤和干燥，制备得到巯基化壳聚糖。 (6)向反应瓶中加入二甲亚砜溶剂，纳米聚多巴胺接枝多孔石墨烯和巯基化壳聚 糖，在30-60℃匀速搅拌反应15-30h，直至有大量凝胶状产物生成，离心分离、洗涤、透析除 杂和干燥，制备得到壳聚糖-聚多巴胺-石墨烯水凝胶吸附材料。 优选的，所述步骤(1)的分离蛋白、抗坏血酸、氧化石墨烯和尿素的质量比为40- 60:1.5-2.5:1:4.5-6。 优选的，所述步骤(1)的恒温反应器包括保温层、保温层内部设置有水浴槽、保温 层内壁两侧固定连接有恒温加热片、保温层内壁下方固定连接有旋转器、旋转器活动连接 有旋转轴、旋转轴上方固定连接有底座，底座上方设置有反应瓶，底座上方固定连接有水平 限位卡槽、水平限位卡槽活动连接有滑轮、滑轮活动连接有滑动块，移动块固定连接有垂直 限位卡槽、垂直限位卡槽活动连接有滚轮、滚轮活动连接有滚动块。 优选的，所述步骤(4)的羧基化壳聚糖、胱胺二盐酸盐、1-羟基-7-氮杂苯并三氮唑 和1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐的质量比为1:3-5:2.5-3.8:3.2-4.2。 优选的，所述步骤(5)的二胱胺化壳聚糖和加入二硫苏糖醇的质量比为1:1.5-3。 优选的，所述步骤(6)的纳米聚多巴胺接枝多孔石墨烯和巯基化壳聚糖的质量比 为2-5:10。 (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： 该一种壳聚糖-聚多巴胺-石墨烯水凝胶吸附材料，以生物质鸡蛋蛋白制备得到的 多孔石墨烯具有丰富的孔隙结构，再通过原位聚合法，使聚多巴胺纳米粒子均匀生长在多 孔石墨烯巨大的比表面和孔隙结构中，聚多巴胺具有很强的粘附性，并且其大量的氨基与 石墨烯中的环氧基团进行开环反应，使聚多巴胺与多孔石墨烯共价接枝并紧密结合，在 HNO3-H3PO4-NaNO2的酸性氧化体系下，制备得到羧基化壳聚糖，在活化剂和缩合剂的作用 下，羧基基团与胱胺二盐酸盐的氨基进行酰胺化缩合反应，最后二硫醚键断键得到巯基化 壳聚糖，巯基化壳聚糖与纳米聚多巴胺接枝多孔石墨烯在复合过程中，壳聚糖的巯基与聚 多巴胺的苯醌基团进行迈克尔加成反应，加速了壳聚糖的凝胶速率，使聚多巴胺、多孔石墨 烯与壳聚糖有机共价结合，得到复合水凝胶材料，具有丰富的孔道结构、以及大量的氨基、 羧基和羟基基团，对Cr4 等重金属离子，以及罗丹明B等有机染料具有很强的络合吸附能力， 起到优异的吸附性能和污水净化效果。 附图说明 图1是反应釜加热器正面示意图； 5 CN 111589425 A 说　明　书 3/8 页 图2是调节杆放大示意图； 图3是调节杆调节示意图。 1、恒温反应器；2、保温层；3、水浴槽；4、恒温加热片；5、旋转器；6、旋转轴；7、底座； 8、反应瓶；9、水平限位卡槽；10、滑轮；11、滑动块；12、垂直限位卡槽；13、滚轮；14、滚动块。
技术实现要素：
为实现上述目的，本发明提供如下