申請(qǐng)日2010.06.06

　　公開(kāi)(公告)日2010.10.20

　　IPC分類(lèi)號(hào)C08F251/00; C02F1/28; C08B37/16

　　摘要

　　本發(fā)明公開(kāi)了一種結(jié)構(gòu)式(I)所示的丙烯酸環(huán)糊精聚合物及其制備方法。將馬來(lái)酸酐β-環(huán)糊精及丙烯酸在氧化-還原體系引發(fā)劑過(guò)硫酸銨-亞硫酸氫鈉的作用下，通過(guò)在水和環(huán)己烷體系中本體聚合和懸浮聚合分別得到環(huán)糊精聚合物：一種對(duì)pH敏感的水凝膠，合成反應(yīng)條件溫和，簡(jiǎn)單易控。吸附實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明染料溶液經(jīng)過(guò)吸附后，吸光度明顯減小，本發(fā)明尤其適用于堿性染料廢水處理。

　　權(quán)利要求書(shū)

　　1.結(jié)構(gòu)式(I)所示的丙烯酸環(huán)糊精聚合物，

　　n為20～100。

　　2.權(quán)利要求1所述的丙烯酸環(huán)糊精聚合物的制備方法，包括以下步驟：

　　(1)以N，N’-二甲基甲酰胺為反應(yīng)溶劑，β-環(huán)糊精與馬來(lái)酸酐摩爾比為(1∶5)～(1∶20)，40-90℃反應(yīng)2-10h，合成單體環(huán)糊精馬來(lái)酸衍生物MAH-β-CD;

　　(2)將MAH-β-CD溶于水，加入單體丙烯酸及引發(fā)劑過(guò)硫酸銨，單體總摩爾濃度為20-30%，單體環(huán)糊精衍生物MAH-β-CD和丙烯酸的摩爾比為(1∶1)～(1∶10)，引發(fā)劑濃度為30-90mg/L，30-80℃聚合反應(yīng)2-10h。

　　3.權(quán)利要求1所述的丙烯酸環(huán)糊精聚合物的制備方法，包括以下步驟：

　　(1)以N，N’-二甲基甲酰胺為反應(yīng)溶劑，β-環(huán)糊精與馬來(lái)酸酐摩爾比為(1∶5)～(1∶20)，40-90℃反應(yīng)2-10h，合成單體環(huán)糊精馬來(lái)酸衍生物;

　　(2)將摩爾比為(1∶1)～(1∶10)的單體環(huán)糊精衍生物MAH-β-CD和丙烯酸，以及引發(fā)劑過(guò)硫酸銨和亞硫酸氫鈉溶于水中，單體總摩爾濃度為20-30%，引發(fā)劑濃度為30-90mg/L，向環(huán)己烷中緩慢滴加上述混合溶液，30-80℃聚合反應(yīng)2-10h，懸浮聚合得到粉末狀的環(huán)糊精聚合物。

　　4.權(quán)利要求1所述的丙烯酸環(huán)糊精聚合物在染料工業(yè)廢水處理中的應(yīng)用。

　　5.權(quán)利要求1所述的丙烯酸環(huán)糊精聚合物在堿性染料工業(yè)廢水處理中的應(yīng)用。

　　說(shuō)明書(shū)

　　丙烯酸環(huán)糊精聚合物在染料工業(yè)廢水處理中的應(yīng)用

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明涉及一種具有包合功能的丙烯酸環(huán)糊精聚合物及其制備方法，該環(huán)糊精聚合物可用于染料工業(yè)廢水處理，屬于高分子化學(xué)技術(shù)領(lǐng)域。

　　背景技術(shù)

　　作為第二代超分子化合物的環(huán)糊精具有內(nèi)腔疏水，外緣親水的特殊結(jié)構(gòu)，使其可依據(jù)范德華力、疏水相互作用力、主客體分子間的匹配作用等與許多有機(jī)和無(wú)機(jī)分子形成包合物及分子組裝體系，成為化學(xué)和化工研究者感興趣的研究對(duì)象。這種選擇性的包絡(luò)作用即通常所說(shuō)的分子識(shí)別功能在化學(xué)分離、有機(jī)合成與催化、藥物控制、食品加工、環(huán)境保護(hù)和納米材料等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。在100ml水中β-CD的溶解度僅為1.85g，為了克服環(huán)糊精本身溶解度的缺陷，近年來(lái)對(duì)天然環(huán)糊精進(jìn)行改性引起極大重視。環(huán)糊精具有從氣體、液體中捕獲有機(jī)分子和絡(luò)合金屬離子的能力，含有環(huán)糊精的聚合物材料在環(huán)境監(jiān)測(cè)和廢水處理等環(huán)保方面有重要應(yīng)用，因而利用環(huán)糊精衍生物制備聚合物有望得到穩(wěn)定性更高的新型材料。

　　丙烯酸在工業(yè)上主要用來(lái)生產(chǎn)丙烯酸酯類(lèi)，占丙烯酸總消費(fèi)量的62%左右，應(yīng)用于建筑、造紙、皮革、紡織、塑料加工、包裝材料、日用化工、冶金、采油、水處理等領(lǐng)域。用丙烯酸生產(chǎn)的聚丙烯和丙烯酸共聚物，傳統(tǒng)上被用作分散劑、絮凝劑和增稠劑等。丙烯酸和馬來(lái)酸酐形成的共聚物可以作為共聚物阻垢劑應(yīng)用于水處理領(lǐng)域。丙烯酸共聚物也可以作為海水阻垢分散劑。

　　目前，用于常規(guī)水處理的方法有沉淀物過(guò)濾法、硬水軟化法、活性炭吸附法、去離子法、逆滲透法、超過(guò)濾法、蒸餾法和紫外線消毒法等。在染料的生產(chǎn)和使用過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的廢水嚴(yán)重危害環(huán)境，由于染料廢水成分復(fù)雜、色度好，并含有害物質(zhì)，生化處理困難，常規(guī)的水處理技術(shù)達(dá)不到滿(mǎn)意效果。因此，印染廢水的脫色以及降解成為水體污染治理中迫切需要解決的課題。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　本發(fā)明的目的之一在于提供一種具有良好吸附功能的丙烯酸環(huán)糊精聚合物。

　　本發(fā)明的另一目的在于提供上述聚合物的制備方法。

　　本發(fā)明的目的之三在于提供丙烯酸環(huán)糊精聚合物在染料工業(yè)廢水處理中的應(yīng)用。

　　本發(fā)明實(shí)現(xiàn)過(guò)程如下：

　　結(jié)構(gòu)式(I)所示的丙烯酸環(huán)糊精聚合物，

　　n為20～100。

　　本發(fā)明丙烯酸環(huán)糊精聚合物的制備方法包括：

　　1、環(huán)糊精衍生物MAH-β-CD的制備

　　2、環(huán)糊精聚合物的制備

　　在水體系中，具體步驟如下：

　　(1)以N，N’-二甲基甲酰胺為反應(yīng)溶劑，β-環(huán)糊精與馬來(lái)酸酐摩爾比為(1∶5)～(1∶20)，40-90℃反應(yīng)2-10h，合成單體環(huán)糊精馬來(lái)酸衍生物MAH-β-CD;

　　(2)將MAH-β-CD溶于水，加入引發(fā)劑過(guò)硫酸銨及單體丙烯酸，單體總摩爾濃度為20-30%，單體環(huán)糊精衍生物MAH-β-CD和丙烯酸的摩爾比為(1∶1)～(1∶10)，引發(fā)劑濃度為30-90mg/L，30-80℃聚合反應(yīng)2-10h。

　　在有機(jī)溶劑體系中，具體步驟如下：

　　(1)以N，N’-二甲基甲酰胺為反應(yīng)溶劑，β-環(huán)糊精與馬來(lái)酸酐摩爾比為(1∶5)～(1∶20)，40-90℃反應(yīng)2-10h，合成單體環(huán)糊精馬來(lái)酸衍生物MAH-β-CD;

　　(2)將摩爾比為(1∶1)～(1∶10)的單體環(huán)糊精衍生物MAH-β-CD和丙烯酸，以及引發(fā)劑過(guò)硫酸銨和亞硫酸氫鈉溶于水中，單體總摩爾濃度為20-30%，引發(fā)劑濃度為30-90mg/L，向環(huán)己烷中緩慢滴加上述混合溶液，30-80℃聚合反應(yīng)2-10h，懸浮聚合得到粉末狀的環(huán)糊精聚合物。

　　本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)與積極效果：

　　將環(huán)糊精衍生物馬來(lái)酸酐β-環(huán)糊精(MAH-β-CD)及丙烯酸(AA)在氧化-還原體系引發(fā)劑過(guò)硫酸銨(APS)-亞硫酸氫鈉(NaHSO3)的作用下，通過(guò)在水和有機(jī)溶劑體系(環(huán)己烷)中本體聚合和懸浮聚合分別得到新型的環(huán)糊精聚合物-一種對(duì)pH敏感的水凝膠，合成反應(yīng)條件溫和，簡(jiǎn)單易控。配制染料溶液作為模擬污水，用新型的環(huán)糊精聚合物吸附染料溶液，吸附實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明染料溶液經(jīng)過(guò)吸附后，吸光度明顯減小，本發(fā)明尤其適用于堿性染料廢水處理。與傳統(tǒng)方法相比，這種新型環(huán)糊精化合物具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性，在吸附染料廢水時(shí)，達(dá)到飽和吸附的時(shí)間短、吸附量大，效果明顯、操作簡(jiǎn)單，吸附后可直接從染料溶液中分離，對(duì)環(huán)境無(wú)負(fù)擔(dān)，在處理染料工業(yè)廢水方面具有實(shí)際應(yīng)用和推廣價(jià)值。