本發明專利技術公開了一種DTPA?殼聚糖改性磁性吸附劑的制備方法，將Fe3O4@SiO2粒子和殼聚糖加入到含有乙酸和甲醇的混合溶液中得到混合溶液A；將DTPA酸酐加入到甲醇溶液中得到混合溶液B，將混合溶液A和混合溶液B混合后攪拌、磁性分離，過濾物溶解在乙醇溶液中繼續攪拌，然后依次用氫氧化鈉、去離子水和鹽酸清洗，最后用去離子水洗到中性后干燥。本發明專利技術通過控制DTPA?殼聚糖與Fe3O4@SiO2粒子的比例以及反應時間，用DTPA?殼聚糖對Fe3O4@SiO2粒子表面進行修飾，合成DTPA?殼聚糖改性磁性吸附劑，既利用了Fe3O4@SiO2易于磁性分離的特性，又具有DTPA吸附絡合態三價鉻的能力。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于水體中絡合態重金屬凈化
，具體涉及一種DTPA-殼聚糖改性磁性吸附劑的制備方法，本專利技術還涉及采用該吸附劑去除水中絡合態三價鉻的方法。
技術介紹
環境中的鉻主要以Cr(Ⅲ)和Cr(Ⅵ)兩種價態存在，六價鉻是明確的有害元素，能使人體血液中某些蛋白質沉淀，引起貧血、腎炎、神經炎等疾病，長期與六價鉻接觸還會引起呼吸道炎癥并誘發肺癌或者引起侵入性皮膚損害，嚴重的六價鉻中毒還會致人死亡。Cr(Ⅲ)以陽離子形式存在，具有一定的致癌和誘發基因突變能力，三價鉻和毒性劇烈的六價鉻在使用和保存中會互相轉化，過量的(超過10ppm)三價鉻和六價鉻對水生物都有致死作用。鉻是一種重要的重金屬污染物，主要來源于電鍍、冶金、制革、印染和化工等行業，這些行業由于生產需要會投加一定量的絡合劑，與水體中的重金屬發生絡合，因此工業廢水中重金屬多以絡合態形式存在，去除困難。目前，水體中重金屬離子的去除方法主要有化學沉淀法、電化學法、離子交換法、生物法、吸附法等。相對于其他方法，吸附法因具有原料來源廣泛、產品易得、設備操作簡單、效率高、選擇性高、回收利用率高、不易造成二次污染等優點而備受關注。有部分學者采用吸附法對水體中的重金屬進行去除，效果顯著，但處理后的材料和水體難以分離，容易造成二次污染。
因此需要開發一種新型高效環保的吸附劑。在吸附法中，吸附劑是去除重金屬離子的決定性因子。有研究表明，強絡合劑對水體中的絡合態重金屬具有很好的吸附效果，DTPA作為一種強絡合劑，可以和水體中的絡合態重金屬結合形成一種更為穩定的結構。將其修飾在磁性吸附劑的表面通過外加磁場可以使吸附劑快速和處理后水體分離，同時解決了絡合態重金屬的去除和處理后吸附劑和吸附質分離難的問題。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供一種DTPA-殼聚糖改性磁性吸附劑的制備方法，該方法簡單易操作，制備的DTPA-殼聚糖改性吸附劑性質穩定，吸附效果良好。本專利技術的另一個目的是提供一種采用上述DTPA-殼聚糖改性磁性吸附劑去除水中絡合態三價鉻的方法。本專利技術所采用的技術方案是，一種DTPA-殼聚糖改性磁性吸附劑的制備方法，將Fe3O4@SiO2粒子和殼聚糖加入到含有乙酸和甲醇的混合溶液中得到混合溶液A；將DTPA酸酐加入到甲醇溶液中得到混合溶液B，將混合溶液A和混合溶液B混合后攪拌、磁性分離，過濾物溶解在乙醇溶液中繼續攪拌，然后依次用氫氧化鈉、去離子水和鹽酸清洗，最后用去離子水洗到中性后真空干燥，得到DTPA-殼聚糖改性磁性吸附劑。本專利技術的特點還在于，攪拌均是在氮氣保護、50～80℃下攪拌6～8h；真空干燥實在50～60℃下干燥20～24h。磁性Fe3O4@SiO2和殼聚糖在乙酸和甲醇的混合溶液中的質量濃度均為4～5g/L，乙酸和甲醇的混合溶液中乙酸和甲醇的體積比為1:80～100。DTPA酸酐在甲醇溶液中的質量濃度為12～15mg/L。Fe3O4@SiO2粒子的合成方法：將磁性Fe3O4粒子用0.1mol/L鹽酸浸泡5～10min，利用磁鐵分離，去除上清液，底部沉淀加入醇水混合溶液中，超聲分散15～20min后，室溫下用氨水調節pH值至10.98～11.02，然后水浴加熱到50～55℃，氮氣保護下邊攪拌攪拌邊加入正硅酸乙酯，滴加完后繼續反應10～14h，冷卻至室溫，將反應產物利用磁鐵分離后用去離子水反復沖洗到中性，最后在50～55℃下真空干燥20～24h，得到Fe3O4@SiO2粒子。醇水混合溶液中無水乙醇與去離子水的體積比3～4：1，正硅酸乙酯在醇水混合液中體積濃度為4～5mL/L。磁性Fe3O4粒子制備：將FeCl3·6H2O和無水乙酸鈉溶解在乙二醇中，其中Fe3+與乙酸鈉的摩爾比為1：8～9，磁力攪拌30～40min后轉入反應釜中180～210℃下反應10～14h，冷卻至室溫后，倒出上清液，反應釜底部沉淀通過充氮氣的去離子水充分洗滌到上清液澄清，最后在40～50℃下真空干燥20～24h，得到磁性Fe3O4粒子。DTPA酸酐的合成：將DTPA(二乙烯三胺五乙酸)加入到含有吡啶和乙酸酐的混合溶液中，冷凝回流，氮氣保護、55～65℃下攪拌24～26h后抽濾，依次用無水乙醚、乙酸酐、無水乙醚清洗后在80～85℃下真空干燥20～24h，得到DTPA酸酐。DTPA在吡啶和乙酸酐的混合溶液中的質量濃度為300～340g/L；吡啶和乙酸酐的混合溶液中吡啶和乙酸酐的體積比為1：1～1.5。本專利技術所采用的第二個技術方案是，利用DTPA-殼聚糖改性磁性吸附劑去除水中絡合態三價鉻的方法，在欲凈化的水體中加入其質量0.0004倍的DTPA-殼聚糖改性磁性吸附劑，在25℃、pH為2.0～9.0的條件下吸附水中絡合態三價鉻離子，吸附飽和后，磁鐵分離，得到凈化后的水。本專利技術的有益效果是，1.本專利技術DTPA-殼聚糖改性磁性吸附劑的制備方法，通過控制DTPA-殼聚糖與Fe3O4@SiO2粒子的比例以及反應時間，用DTPA-殼聚糖對Fe3O4@SiO2粒子表面進行修飾，合成了一種DTPA-殼聚糖改性磁性吸附劑的新型材料，既利用了Fe3O4@SiO2易于磁性分離的特性，又具有DTPA吸附絡合態三價鉻的能力，且合成周期短，簡單易操作，成本低，不會造成二次污染，應用前景良好。2.本專利技術利用DTPA-殼聚糖改性磁性吸附劑去除水中絡合態三價鉻的方法，DTPA是有較強絡合能力的表面活性基團，能夠和水體中的絡合態重金屬以一種更為穩定的方式結合，達到去除絡合態三價鉻的目的，且DTPA-殼聚糖改性磁性吸附劑化學性質穩定，不受外界環境因素影響，吸附飽和后可以利用自身磁性與處理后的水快速分離，操作簡單，分離效果顯著，具有良好的經濟環境效益。具體實施方式下面結合具體實施方式對本專利技術進行詳細說明。本專利技術DTPA-殼聚糖改性磁性吸附劑的制備方法，具體按照以下步驟實施：步驟1，將FeCl3·6H2O和無水乙酸鈉溶解在乙二醇中，其中Fe3+與乙酸鈉的摩爾比為1：8～9，磁力攪拌30～40min后轉入反應釜中180～210℃下反應10～14h，冷卻至室溫后，倒出上清液，反應釜底部沉淀通過充氮氣的去離子水充分洗滌到上清液澄清，最后在40～50℃下真空干燥20～24h，得到磁性Fe3O4粒子；步驟2，將磁性Fe3O4粒子用0.1mol/L鹽酸浸泡5～10min，利用磁鐵分
離，去除上清液，底部沉淀加入醇水混合溶液(醇水混合溶液中無水乙醇與去離子水的體積比3～4：1)中，超聲分散15～20min后，室溫下用氨水調節pH值至10.98～11.02，然后水浴加熱到50～55℃，氮氣保護下邊攪拌攪拌邊加入正硅酸乙酯，正硅酸乙酯在醇水混合液中體積濃度為4～5mL/L，滴加完后繼續反應10～14h，冷卻至室溫，將反應產物利用磁鐵分離后用去離子水反復沖洗到中性，最后在50～55℃下真空干燥20～24h，得到Fe3O4@SiO2粒子；步驟3，將DTPA(二乙烯三胺五乙酸)加入到含有吡啶和乙酸酐的混合溶液(吡啶和乙酸酐的體積比為1：1～1.5)中，DTPA在吡啶和乙酸酐的混合溶液中的質量濃度為300～340g/L，冷凝回流，氮氣保護、55～65℃下攪拌24～26h后抽濾，依次用無水乙醚、乙酸酐、無水乙醚清洗后在80～85本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種DTPA?殼聚糖改性磁性吸附劑的制備方法，其特征在于，將Fe3O4@SiO2粒子和殼聚糖加入到含有乙酸和甲醇的混合溶液中得到混合溶液A；將DTPA酸酐加入到甲醇溶液中得到混合溶液B，將混合溶液A和混合溶液B混合后攪拌、磁性分離，過濾物溶解在乙醇溶液中繼續攪拌，然后依次用氫氧化鈉、去離子水和鹽酸清洗，最后用去離子水洗到中性后真空干燥，得到DTPA?殼聚糖改性磁性吸附劑。
【技術特征摘要】
1.一種DTPA-殼聚糖改性磁性吸附劑的制備方法，其特征在于，將Fe3O4@SiO2粒子和殼聚糖加入到含有乙酸和甲醇的混合溶液中得到混合溶液A；將DTPA酸酐加入到甲醇溶液中得到混合溶液B，將混合溶液A和混合溶液B混合后攪拌、磁性分離，過濾物溶解在乙醇溶液中繼續攪拌，然后依次用氫氧化鈉、去離子水和鹽酸清洗，最后用去離子水洗到中性后真空干燥，得到DTPA-殼聚糖改性磁性吸附劑。2.根據權利要求1所述的DTPA-殼聚糖改性磁性吸附劑的制備方法，其特征在于，攪拌均是在氮氣保護、50～80℃下攪拌6～8h；真空干燥實在50～60℃下干燥20～24h。3.根據權利要求1所述的DTPA-殼聚糖改性磁性吸附劑的制備方法，其特征在于，磁性Fe3O4@SiO2和殼聚糖在乙酸和甲醇的混合溶液中的質量濃度均為4～5g/L，乙酸和甲醇的混合溶液中乙酸和甲醇的體積比為1：80～100。4.根據權利要求1所述的DTPA-殼聚糖改性磁性吸附劑的制備方法，其特征在于，DTPA酸酐在甲醇溶液中的質量濃度為12～15mg/L。5.根據權利要求1所述的DTPA-殼聚糖改性磁性吸附劑的制備方法，其特征在于，Fe3O4@SiO2粒子的合成方法：將磁性Fe3O4粒子用0.1mol/L鹽酸浸泡5～10min，利用磁鐵分離，去除上清液，底部沉淀加入醇水混合溶液中，超聲分散15～20min后，室溫下用氨水調節pH值至10.98～11.02，然后水浴加熱到50～55℃，氮氣保護下邊攪拌攪拌邊加入正硅酸乙酯，滴加完后繼續反應10～14h，冷卻至室溫，將反應產物利用磁鐵分離后用去離子水反復沖洗到中性，最后在50～55℃下真空干燥20～24h，得到Fe3O4@SiO...
【專利技術屬性】
技術研發人員：王家宏，毛敏，
申請(專利權)人：陜西科技大學，
類型：發明
國別省市：陜西;61
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。