[發明專利]一種磁性鉻離子螯合劑的制備方法及所得產品和應用

在審

• 申請號: 202110672227.0
• 申請日: 2021-06-17
• 公開（公告）號: CN113398897A
• 公開（公告）日: 2021-09-17
• 發明（設計）人: 侯玉松;呂燕芹;徐遠宏;吳吉春;邢立亭;劉莉;姚偉
• 申請（專利權）人: 濟南大學
• 主分類號: B01J20/26
• 分類號: B01J20/26;B01J20/28;C02F1/28;B01J20/30;C02F101/22
• 代理公司: 濟南泉城專利商標事務所 37218
• 代理人: 李桂存

本發明公開了一種磁性鉻離子螯合劑的制備方法及所得產品和應用，它以磁性四氧化三鐵微球為芯材，通過表面修飾三聚氰胺甲醛聚合物形成核殼結構，再在磁性核殼微球聚合物上引入具有螯合性能的二硫代氨基甲酸鈉，從而實現對六價鉻離子污染的廢水進行吸附，去除重金屬鉻離子。該材料具備磁性和強吸附作用螯合位點，吸附容量高，操作方便和對鉻離子分離效果好，實現對六價鉻離子污染領域的快速治理，具有巨大的應用潛力。

技術領域

本發明涉及一種磁性鉻離子螯合劑的制備方法，具體涉及一種具有三聚氰胺甲醛殼層的磁性鉻離子螯合劑的制備方法及所得產品，還涉及該磁性鉻離子螯合劑去除污水中六價鉻離子的應用。

背景技術

我國目前淡水的缺口量達到驚人的 400 億立方米，每年因水資源供給不足造成約 260 萬平方千米的農田干旱，直接糧產損失甚至能達到200 億千克，GDP 直接損失多達2000 億元，7000 萬的人口可能面臨沒有水喝的危險。尤其是隨著工業化戰略的實施和城鎮化的高速推進，廢水量以指數增長進入我們的環境，整個水體系中積累了越來越多的重金屬物質，自身環境持續惡化，重金屬類污染物排放到環境中,只能改變成各種各樣的形態或者被轉移到其他體系中、或者繼續在本體系中稀釋、積累,而不能被分解,即使非常低的濃度也會累積污染并通過食物鏈累積到人的體內。

含鉻廢水主要來源于礦石加工、建材加工、電鍍、制革、金屬和鋼材冶煉和耐火生產等行業,含鉻廢水的危害與鉻離子的價態有關，廢水中主要有三價和六價兩種價態，六價鉻的毒性最大，其毒性是三價鉻的100倍，少量接觸會引發潰瘍或鼻中穿孔，長期接觸易患各種疾病和肺癌。

目前，世界各國鉻離子廢水處理方法主要有：物理吸附，化學吸附，氧化還原沉淀法，其中物理吸附應用最為廣泛。

對于現階段磁性重金屬捕獲劑來說，主要是通過硅烷偶聯劑對Fe₃O₄粉體表面進行修飾后再修飾SiO₂殼層，再在SiO₂表面修飾螯合位點。通過SiO₂殼層來提高芯材Fe₃O₄穩定性，但在修飾SiO₂殼層時需要大量的溶劑來保證微膠囊的粒徑。該反應會產生大量的廢溶劑，實際合成意義不大。因此研發一種合成簡單，穩定性好，吸附容量大，應用方便的磁性鉻離子螯合劑成為研究的重點。

發明內容

針對現有技術存在的不足，本發明提供了一種磁性鉻離子螯合劑的制備方法及所得磁性鉻離子螯合劑，本發明工藝簡單，以磁性四氧化三鐵微球為芯材，采用穩定劑抗壞血酸和三聚氰胺甲醛有機聚合物對磁性四氧化三鐵微球進行改性或包覆，三聚氰胺甲醛有機聚合物表面修飾有具有強吸附螯合性能的二硫代氨基甲酸鈉，所得螯合劑螯合位點多、穩定性強、對Cr⁶⁺吸附量大，具有很好的應用前景。

本發明具體技術方案如下：

一種磁性鉻離子螯合劑的制備方法，包括以下步驟：

（1）在四氧化三鐵微球表面修飾抗壞血酸（AA），得到Fe₃O₄@AA微球；

（2）在Fe₃O₄@AA微球表面包覆三聚氰胺甲醛樹脂層（MF），得到Fe₃O₄@AAMF微球；

（3）在Fe₃O₄@AAMF微球表面修飾二硫代氨基甲酸鈉，得到磁性鉻離子螯合劑。其反應方程式如下所示：

進一步的，本發明以四氧化三鐵微球為基材，四氧化三鐵微球具有磁性，在后續使用過程中便于回收，操作便捷。所用四氧化三鐵微球的粒徑為10 nm～100 um，優選為10-200nm，在此范圍內，微球具有較好的比表面積，便于修飾，吸附性能更好。