[發明專利]磁性Fe3O4@植物酚/多胺納米復合物吸附劑及制備方法和應用

在審

• 申請號: 201611153221.8
• 申請日: 2016-12-14
• 公開（公告）號: CN106732396A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 肖玲;龍陽可
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: B01J20/22
• 分類號: B01J20/22;B01J20/28;B01J20/30;C02F1/28;C02F101/20;C02F101/30
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙)42222
• 代理人: 馬麗娜

技術領域

本發明涉及一種磁性復合物納米吸附材料，更具體涉及一種磁性Fe₃O₄@植物酚/多胺納米復合物吸附劑及其制備方法和應用，屬于材料和環境工程領域。

背景技術

隨著經濟社會的發展，環境污染問題受到了越來越多的關注。作為眾多污染物的一種，有機染料被廣泛應用于不同領域，比如化妝品、造紙、制革、紡織和印刷等領域之中。據報道，每年大約有2.8×10⁵噸染料被排放入水體中。有機染料具有較強的毒性，存在于水體中對生態環境產生很大的影響，因而有機染料的處理是目前的一個熱門課題。傳統處理有機物的方法是微生物處理，然而大部分染料由于其特殊的結構無法被生物降解。目前，吸附作為一種簡單、廉價、容易操作的方法被廣泛應用于染料處理。雖然很多吸附劑對染料有很明顯的吸附效果，但是，在吸附后通常需要通過離心、過濾等方法將這些吸附劑分離出來。所以，制備出易于分離、對染料高效吸附的吸附劑顯得非常有意義。

磁性納米材料因其具有較大的比表面積、好的生物相容性、制備過程簡單、耗費少以及優異的磁分離性能等優點而受到了各個領域的廣泛關注。目前，很多磁性納米材料吸附劑被制備出來，比如磁性碳納米管、磁性石墨烯、磁性殼聚糖等。雖然它們能夠比較高效地處理有機染料，有著比較好的磁分離性能，但是合成所用的原料一般價格較高且較難獲得，合成過程較長，合成條件較苛刻，因此無法大批量合成用于實際應用。

植物酚在自然界廣泛存在，來源豐富，價格低廉。植物酚與多胺可以在一定條件下聚合得到聚合物，但目前還沒有制備磁性Fe₃O₄@植物酚/多胺納米復合物的報道。

發明內容

針對現有技術中存在的問題，本發明提供一種磁性Fe₃O₄@植物酚/多胺納米復合物吸附劑及其制備方法和應用。

本發明提供的技術方案具體如下：

一種Fe₃O₄@植物酚/多胺納米復合物吸附劑的制備方法，包括以下步驟：室溫下，將磁性Fe₃O₄納米粒子分散在pH＝8.5的緩沖液中，加入植物酚和多胺，得到Fe₃O₄-植物酚-多胺混合液；其中，多胺與植物酚的質量比為0.25-6:1，植物酚與磁性Fe₃O₄納米粒子的質量比為1-6:1；室溫反應20-30h后進行磁分離，最后水洗，即得到Fe₃O₄@植物酚/多胺納米復合物吸附劑。

所述的植物酚為鄰苯二酚、焦性沒食子酸、沒食子酸中的一種。

所述的多胺是分子量為600-1800的聚乙烯亞胺。

所述的Fe₃O₄-植物酚-多胺混合液中，磁性Fe₃O₄納米粒子的濃度為0.3-1mg/mL，植物酚的濃度為0.3-2mg/mL。

所述的緩沖液是濃度為10mM的Tris-HCl緩沖液。

所述的磁性Fe₃O₄納米粒子通過以下方法制備得到：將二價鐵鹽和三價鐵鹽一同溶于水中，其中，Fe³⁺與Fe²⁺的摩爾比為2：1，Fe濃度為0.1-0.3mol/L；然后加入氨水溶液調節溶液的pH為12，于溫度60℃反應2h，降至室溫后水洗，最后磁分離，即得到磁性Fe₃O₄納米粒子。

所述的磁性Fe₃O₄納米粒子通過以下方法制備得到：將三價鐵鹽與檸檬酸鈉一同溶于乙二醇中，加入醋酸鈉，Fe³⁺、檸檬酸鈉、醋酸鈉的濃度分別為0.1-0.3mol/L、0.04-0.06mol/L、1-5mol/L；將溶液密封后于200℃加熱10h，降至室溫后水洗，最后磁分離，即得到磁性Fe₃O₄納米粒子。

一種Fe₃O₄@植物酚/多胺納米復合物吸附劑，由上述制備方法制備得到。

上述Fe₃O₄@植物酚/多胺納米復合物吸附劑用于有機染料或重金屬的富集。

本發明具有以下優點和有益效果：