[發(fā)明專利]一種二巰基丙醇改性磁性多孔棉復(fù)合微球的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710810811.1
• 申請日: 2017-09-11
• 公開（公告）號: CN107583631B
• 公開（公告）日: 2019-03-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李慧芝;許崇娟;李志英
• 申請（專利權(quán)）人: 濟南大學(xué)
• 主分類號: B01J20/30
• 分類號: B01J20/30;B01J20/22;B01J20/28;C02F1/28;C02F101/20
• 代理公司: 濟南譽豐專利代理事務(wù)所(普通合伙企業(yè)) 37240
• 代理人: 高強

本發(fā)明公開了一種二巰基丙醇改性磁性多孔棉復(fù)合微球的制備方法，其特征在于，首先，將脫脂棉和葡聚糖溶解于1?乙基?3?甲基咪唑硫氰酸鹽，制備得到磁性多孔棉復(fù)合微球；然后，采用γ－氨丙基三甲氧基硅烷將磁性多孔棉復(fù)合微球表面氨基化，得到氨基化磁性多孔棉復(fù)合微球；最后，在反應(yīng)器中，按如下組成質(zhì)量百分濃度加入，乙醇：68~74%，二巰基丙醇：10~16%，攪拌溶解，氨基化磁性多孔棉復(fù)合微球：12~18%，各組分之和為百分之百，于50±2℃恒溫、攪拌、回流反應(yīng)3h，冷卻后，用乙醇洗滌、固液分離，干燥，得到二巰基丙醇改性磁性多孔棉復(fù)合微球。該吸附劑對砷、汞具有很高的吸附容量，既成本低又綠色環(huán)保，機械強度高，可反復(fù)使用10次以上，吸附劑容易分離。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種生物磁性吸附劑的制備方法，特別涉及一種二巰基丙醇改性磁性多孔棉復(fù)合微球的制備方法及對砷、汞吸附分離的應(yīng)用技術(shù)，屬于材料領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著工業(yè)的迅速發(fā)展，汞污染，是指由汞或含汞化合物所引起的環(huán)境污染。汞(Hg)是環(huán)境中毒性最強的重金屬元素之一，各種汞化合物的毒性差別很大。無機汞中的升汞是劇毒物質(zhì)；有機汞中的苯基汞分解較快，毒性不大，而甲基汞進入人體很容易被吸收，不易降解，排泄很慢，特別是容易在腦中積累，毒性最大。人類活動造成水體汞污染，主要來自氯堿、塑料、電池、電子等工業(yè)排放的廢水以及廢舊醫(yī)療器械。汞在工業(yè)上應(yīng)用很廣，造成的污染較嚴重,對人類健康影響很大,故對含汞廢水必須進行凈化處理,符合規(guī)定方可排放。

砷污染是指由砷或其化合物所引起的環(huán)境污染。砷和含砷金屬的開采、冶煉，用砷或砷化合物作原料的玻璃、顏料、原藥、紙張的生產(chǎn)以及煤的燃燒等過程，都可產(chǎn)生含砷廢水、廢氣和廢渣，對環(huán)境造成污染。大氣含砷污染除巖石風(fēng)化、火山爆發(fā)等自然原因外，主要來自工業(yè)生產(chǎn)及含砷農(nóng)藥的使用、煤的燃燒。含砷廢水、農(nóng)藥及煙塵都會污染土壤。砷在土壤中累積并由此進入農(nóng)作物組織中。砷和砷化物一般可通過水、大氣和食物等途徑進入人體，造成危害。元素砷的毒性極低，砷化物均有毒性，三價砷化合物比其他砷化合物毒性更強。很多方法可以除砷、汞，例如化學(xué)沉積法、離子交換法、吸附法、膜工程法、電化學(xué)法、絮凝法及石灰法，其中，吸附法因為吸附劑的多樣性，可實現(xiàn)高效、低成本而被廣泛應(yīng)用。理想的除砷、汞吸附劑應(yīng)該是既高效，又廉價。纖維素是世界上最豐富的可再生資源，不僅廉價，還富含羥基，可以通過多種化學(xué)反應(yīng)（例如酯化、醚化、接枝）來改性，若能在纖維素纖維表面修飾巰基，巰基砷、汞離子結(jié)合，從而去除水體中的砷、汞。

吸附劑利用其豐富的結(jié)構(gòu)、比表面積加之通過表面各種活性基團與吸附質(zhì)的相互作用，從液相中萃取出污染物，從而達到水質(zhì)凈化的作用。其中，吸附法與其他工藝相比優(yōu)勢在于能夠處理生物法難以處理的金屬離子。但與此同時，吸附法也存在許多不足之處，其中吸附劑的固液分離困難一直是阻礙吸附技術(shù)進步的一大問題，因而近年來許多學(xué)者致力于研究磁性吸附劑并應(yīng)用于水體中污染物質(zhì)的去除。研究可知，在外加磁場的幫助下，磁性吸附劑能夠快速實現(xiàn)固液分離，并同時擁有高速的傳質(zhì)速率和良好的接觸效率，因而可在很大程度上可以解決傳統(tǒng)吸附法所面臨的問題。

棉花是世界上最主要的農(nóng)作物之一，產(chǎn)量大、生產(chǎn)成本低，使棉制品價格比較低廉。棉花的主副產(chǎn)品都有較高的利用價值，正如前人所說“棉花全身都是寶”。它既是最重要的纖維作物，又是重要的油料作物，也是含高蛋白的糧食作物，還是紡織、精細化工原料和重要的戰(zhàn)略物資。因此，必須努力使棉花增產(chǎn)，搞好綜合利用，增產(chǎn)增值，以增加棉農(nóng)收入和滿足國民經(jīng)濟發(fā)展多方面的需要。這種天然高分子材料應(yīng)用制作吸附具有天然、綠色、可生物降解、機械強度大、抗腐蝕能力強等特點。

本申請將天然高分子的棉花纖維采用1-乙基-3-甲基咪唑硫氰酸鹽溶解后，加入葡聚糖增加多孔，加入納米鐵酸鈷進行磁化，得到磁性復(fù)合微球，在采用二巰基丙醇改性對砷、汞進行吸附分離，使其即具有磁性吸附劑的特性，又具有天然高分子特性，同時還具有特殊活性基團的選擇性。

發(fā)明內(nèi)容