[發(fā)明專利]一種可同時檢測和吸附去除水體中亞鐵離子和銅離子材料的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510045291.0
• 申請日: 2015-01-29
• 公開（公告）號: CN104667883A
• 公開（公告）日: 2015-06-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蔣華麟;陳萍華;張為波;張巍巍;王國耀;厲夢琳
• 申請（專利權(quán)）人: 南昌航空大學(xué)
• 主分類號: B01J20/24
• 分類號: B01J20/24;B01J20/30;C02F1/28;C02F1/62;G01N21/78
• 代理公司: 南昌洪達(dá)專利事務(wù)所 36111
• 代理人: 劉凌峰

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于廢水治理劑領(lǐng)域，具體涉及一種可同時檢測和吸附去除水體中亞鐵離子和銅離子材料的制備方法。

背景技術(shù)

????目前，越來越多的重金屬被用于我們生活的方方面面，大多數(shù)的重金屬離子都具有以下共性：高毒性、持久性、不被降解性等。這些重金屬離子進(jìn)入環(huán)境將可能引進(jìn)嚴(yán)重的環(huán)境污染問題。因此，檢測和去除這些重金屬離子意義重大。鐵和銅是最早被人類利用的幾種重金屬，目前也正在被大量地應(yīng)用于設(shè)備、武器、電鍍等工業(yè)領(lǐng)域，是環(huán)境中最常見的兩種重金屬污染物。亞鐵離子對眼睛、皮膚和粘膜有刺激性，誤服可引起虛弱、腹痛、惡心、便血、肺及肝損傷、休克、昏迷等，嚴(yán)重者可致死。銅中毒會導(dǎo)致上腹痛、惡心嘔吐或腹瀉，重者可出現(xiàn)胃腸黏膜潰瘍、溶血、肝壞死、腎損傷，甚至發(fā)生低血壓、休克而死。

鑒于鐵和銅污染的嚴(yán)重性，對它們的治理受到廣泛的關(guān)注。去除鐵的方法包括沉淀法，如汪巍向含鐵污水中加入聚合氯化鋁、陽離子聚丙烯酰胺和亞硝酸鈉，攪拌、曝氣，以生成沉淀的形式去除鐵[專利申請?zhí)枺?01210595505.8]；電解法，如博特通過施加電壓到含鐵水體中，利用電解的方式去除水體中的鐵[專利申請?zhí)枺?01080024744.7]；去除銅的方法有：萬玉山等人通過向含銅污水中加入聚合氯化鋁、極性分子的有機(jī)溶劑和助劑，再打入壓力溶氣罐從而達(dá)到去銅的目的[專利申請?zhí)枺?01210532243.0]?；潘章銅等人通過先使污水中的銅離子與堿反應(yīng)形成沉淀，再向其中加入聚氯化鋁、聚丙烯酰胺使銅離子沉淀產(chǎn)生絮團(tuán)從而被去除[專利申請?zhí)枺?01110051653.9]。這些方法有的會引入新的有害物質(zhì)，對水體的后處理帶來了難度，有的耗能較大，成本較高。另外，常見的去除方法不能實(shí)現(xiàn)同時對鐵和銅離子的檢測。檢測鐵和銅的常見方法包括：劉宏科等利用二氮雜菲與溶液中鐵離子的顯色性能，實(shí)現(xiàn)可視化的檢測鐵離子[劉宏科等，檢測與分析，2009，12?(3):34-35]；劉彥欽等利用溴化5-[4-(4-吡啶丁氧基）苯基]-10,15,20-三苯基卟啉對銅離子的顯色性能，實(shí)現(xiàn)可視化的檢測銅離子[劉彥欽等，光譜實(shí)驗(yàn)室，1999，16?(2):?165-167]。這些方法雖然能夠通過顏色以可視化的形式檢測鐵和銅離子，但檢測劑都是水溶性的，與鐵或銅離子反應(yīng)后不能從水中分離，無法實(shí)現(xiàn)去除鐵和銅的目的。

綜上所述，實(shí)現(xiàn)對水體中的鐵和銅離子的同時檢測和去除是目前的技術(shù)難點(diǎn)，一旦實(shí)現(xiàn)可極大的提高治理污水中鐵和銅離子的效率。本發(fā)明涉及的材料可同時檢測和去除水體中的鐵和銅離子，制備方法簡單、檢測方法簡單、材料吸附量大，相關(guān)方法未見報道。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種可同時檢測和吸附去除水體中亞鐵離子和銅離子材料的制備方法。

本發(fā)明采用如下手段：

（1）將1，10-鄰菲啰啉用濃硫酸和濃硝酸的混酸氧化得到5-硝基-1，10-鄰菲啰啉，然后再還原得到5-氨基-1，10-鄰菲啰啉；

（2）將殼聚糖粉末溶解在酸酸溶液中，再用NaOH將殼聚糖沉淀出來形成殼聚糖小球；

（3）將5-氨基-1，10-鄰菲啰啉和殼聚糖小球溶解在乙醇中，攪拌，加入戊二醛交聯(lián)，攪拌，反應(yīng)結(jié)束后用過濾得到產(chǎn)品；

（4）產(chǎn)品用去離子水清洗后，洪干。

進(jìn)一步的，所述殼聚糖小球與5-氨基-1，10-鄰菲啰啉在乙醇中反應(yīng)約0.5小時。

進(jìn)一步的，所述滴加5%的戊二醛溶液，持續(xù)攪拌約12小時，過濾收集產(chǎn)品。

進(jìn)一步的，所述殼聚糖小球與5-氨基鄰菲啰啉的質(zhì)量比分別為：1:0.5;?1:1;?1:2;?1:4;?1:6。

本發(fā)明制得得材料其功能單元為殼聚糖和1，10-鄰菲啰啉，可適用于水體中亞鐵離子和銅離子的檢測和去除。

本發(fā)明制得的材料遇水體中的亞鐵離子和銅離子會發(fā)生成線性的顏色變化，憑肉眼就可定性和定量檢測水體中的亞鐵離子和銅離子，對亞鐵離子的檢測限為：0.1?ppm；對銅離子的檢測限為：0.1?ppm。

本發(fā)明制得的材料對亞鐵離子的最大吸附量高達(dá)115.2?mg/g，對銅離子的最大吸附量高達(dá)121.9?mg/g，是該兩種離子良好的吸附去除材料。

本發(fā)明的技術(shù)效果是：反應(yīng)條件溫和，生產(chǎn)工藝簡單，易于工業(yè)化生產(chǎn)，得到的產(chǎn)品對亞鐵離子和銅離子有顯著的顯色性能，可用于可視化檢測這兩種離子；同時，對這兩種離子又具有較大的吸附性能，可用于吸附去除這兩種離子。

附圖說明