[發(fā)明專利]一種磁性聚多巴胺/羧甲基殼聚糖吸附劑及其制備方法與應(yīng)用

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910543125.1
• 申請日: 2019-06-21
• 公開（公告）號: CN110327896A
• 公開（公告）日: 2019-10-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王斌;雷春艷
• 申請（專利權(quán)）人: 中科廣化（重慶）新材料研究院有限公司;廣州中科檢測技術(shù)服務(wù)有限公司;中科院廣州化學(xué)有限公司
• 主分類號: B01J20/26
• 分類號: B01J20/26;B01J20/28;B01J20/30;C02F1/28;C02F101/30
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 雷月華

本發(fā)明公開了一種磁性聚多巴胺/羧甲基殼聚糖吸附劑及其制備方法與應(yīng)用。該方法包括以下步驟：先將羧甲基殼聚糖、多巴胺和磁性四氧化三鐵納米顆粒反應(yīng)，再加入交聯(lián)劑反應(yīng)；或者先將多巴胺和磁性四氧化三鐵納米顆粒反應(yīng)，再加入羧甲基殼聚糖和交聯(lián)劑反應(yīng)；制得磁性聚多巴胺/羧甲基殼聚糖吸附劑，其中磁性四氧化三鐵納米顆粒通過共沉淀法制備。本發(fā)明的方法所制備的磁性吸附劑對陽離子型染料水溶液具有較高的吸附性能，且對陽離子染料型水溶液具有很大的吸附量，同時具有高效的循環(huán)再生能力。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于高分子材料領(lǐng)域，具體涉及一種磁性聚多巴胺/羧甲基殼聚糖吸附劑及其制備方法與應(yīng)用。

背景技術(shù)

隨著工業(yè)化與城市化的快速發(fā)展，水污染已成為人們廣泛關(guān)注的焦點，水污染主要包括重金屬離子、染料污染等，其中染料污染主要來源于紡織、皮革，塑料，造紙，化妝品等其他制造業(yè)。由于大多數(shù)染料具有復(fù)雜的芳香結(jié)構(gòu)，這些染料結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，且不易降解，因此大多數(shù)染料可長期存在于自然環(huán)境中并積聚至較高濃度，從而對生態(tài)環(huán)境和人類健康構(gòu)成巨大威脅。已經(jīng)有研究表明染料會對人體的肝臟，消化系統(tǒng)和中樞神經(jīng)系統(tǒng)造成直接損害。因此，在污染水排放之前從污染水中去除染料，以保護環(huán)境，有必要探索有效的方法。在過去的幾十年中，已經(jīng)開發(fā)了各種技術(shù)，例如化學(xué)氧化、絮凝—凝結(jié)、沉淀、光催化降解和膜過濾等傳統(tǒng)的方法，盡管這些方法在染料去除方面已經(jīng)取得了一些成果，但這些可行的方法也有其固有的局限性，如高能量需求，高運行成本和二次污染等。因此，現(xiàn)有的技術(shù)還有待改進和發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容

為解決現(xiàn)有技術(shù)的缺點和不足之處，本發(fā)明的首要目的在于提供一種磁性聚多巴胺/羧甲基殼聚糖吸附劑的制備方法。

本發(fā)明的另一目的在于提供上述方法制得的一種磁性聚多巴胺/羧甲基殼聚糖吸附劑。

本發(fā)明的再一目的在于提供上述一種磁性聚多巴胺/羧甲基殼聚糖吸附劑在染料吸附中的應(yīng)用。

本發(fā)明目的通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

一種磁性聚多巴胺/羧甲基殼聚糖吸附劑的制備方法，具體為：將羧甲基殼聚糖、多巴胺和磁性四氧化三鐵納米顆粒分散于緩沖溶液中，在10～50℃下反應(yīng)5～24小時后，再加入交聯(lián)劑反應(yīng)5～24小時，收集產(chǎn)物，干燥，得到磁性聚多巴胺/羧甲基殼聚糖吸附劑。

所述羧甲基殼聚糖、多巴胺、交聯(lián)劑和磁性四氧化三鐵納米顆粒的質(zhì)量比優(yōu)選為(1～4)：(1～4)：(1～20)：(1～4)。

所述多巴胺在緩沖溶液中的濃度優(yōu)選為1～10mg/mL；更優(yōu)選為2～10mg/mL；最優(yōu)選為2mg/mL。

所述磁性四氧化三鐵納米顆粒優(yōu)選由以下方法制得：在氮氣或惰性氣體氛圍下，將含F(xiàn)e³⁺和Fe²⁺的化合物按照Fe³⁺與Fe²⁺的摩爾比為(1～5)：1的比例溶于水中，升溫至60～85℃，加入堿性溶液，反應(yīng)2～3h，冷卻，洗滌，收集并干燥，得到磁性四氧化三鐵納米顆粒。

所述含F(xiàn)e³⁺的化合物在水中的濃度優(yōu)選為1.0～3.5mol/L，更優(yōu)選為1.85mol/L；所述堿性溶液中的堿性物質(zhì)與含F(xiàn)e³⁺的化合物的摩爾比優(yōu)選為(3.5～4.5)：1，更優(yōu)選為4.18：1。

所述含F(xiàn)e³⁺的化合物優(yōu)選為FeCl₃·6H₂O和/或Fe(NO₃)₃·9H₂O；所述含F(xiàn)e²⁺的化合物優(yōu)選為FeSO₄·7H₂O、FeCl₂·4H₂O和FeSO₄·4H₂O中的一種或兩種以上。