磁性交联壳聚糖吸附剂的制备方法及其应用
【专利摘要】本发明涉及磁性交联壳聚糖吸附剂的制备方法及其应用，该方法的制备步骤是：第一步，制备磁性壳聚糖；第二步，对磁性壳聚糖进行交联改性；制得磁性交联壳聚糖吸附剂。同现有技术相比，本方法所制得的磁性交联壳聚糖吸附剂相对于壳聚糖，稳定性好，机械强度高，并且磁分离技术可以达到快速分离的目的，同时制备方法简单，整个反应过程在温和条件下即可完成，成本低廉。将该吸附剂用于处理有机磷农药废水，吸附效果好。
【专利说明】
磁性交联壳聚糖吸附剂的制备方法及其应用
技术领域
[0001]本发明涉及废水处理领域，具体涉及磁性交联壳聚糖吸附剂的制备方法及其应用。
【背景技术】
[0002]中国是有机磷农药的生产和使用大国。对难降解的有机磷农药废水的有效处理的研究具有非常重要的现实意义，有利于减少农业污染。目前，国内外对有机磷农药废水的处理主要采用生化法，如SBR、接触氧化法、厌氧折流板反应器等，但用此法处理后的农药废水中有机磷的含量仍很高，且其处理工艺复杂、费用较高，有时处理不当会造成二次污染。
[0003]壳聚糖是性能优异的天然高分子材料之一，壳聚糖前体甲壳素广泛存在于虾蟹等甲壳类动物，是世界上仅次于纤维素的第二大类天然高分子化合物。但是，壳聚糖易溶于酸性溶液，稳定性差，这限制了它的应用范围。如果将壳聚糖进行交联，提高其在酸性溶液中的稳定性，就能拓宽壳聚糖的应用范围。另外壳聚糖本身不具有磁性，将壳聚糖与磁性物质Fe3O4有机结合，形成以磁性物质为核，壳聚糖为壳的所谓核壳结构，从而实现对材料的磁性化，进而采用磁分离技术达到快速分离的目的，同时，磁性材料的加入，也加强了壳聚糖纳米微粒的机械稳定性
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于:针对上述现有技术处理有机磷农药废水污染的不足，提供一种掺杂钴二氧化钛的磁性交联壳聚糖吸附剂的制备方法。
[0005]本发明的目的是通过以下技术方案实现的:
[0006]第一步，制备磁性壳聚糖；第二步，对磁性壳聚糖进行交联改性；制得磁性交联壳聚糖吸附剂。
[0007]所述方法进一步包括:
[0008](I)将壳聚糖溶于乙酸溶液中，制成壳聚糖乙酸溶液，然后将三价铁盐和二价铁盐溶于壳聚糖乙酸溶液中，搅拌I?5h使其混合均匀，并放置0.3?3小时；将乙酸乙酯加入到质量分数为30%的NaOH溶液中，混合均匀，制成含乙酸乙酯的NaOH溶液；将所得溶液用注射器缓缓滴入到含乙酸乙酯的NaOH溶液中，缓慢搅拌I?5h，使壳聚糖凝胶纳米微粒固化，将剩余含乙酸乙酯的NaOH溶液倒掉，形成的微粒用去离子水重复洗涤，一直到洗液成中性为止，得到磁性壳聚糖；
[0009](2)室温下，在0.5g磁性壳聚糖中加入质量浓度为3?5%的乙酸溶液12?13ml，待壳聚糖充分溶解后，再加入液体状的石蜡50?62.5ml，搅拌5?15分钟；升温至53?57°C，继续搅拌5?15分钟后滴加乳化剂span-800.08?0.12ml，搅拌下保温乳化5?15分钟；继续升温至58?62°C，加入1.3?2.0ml的甲醛搅拌反应I?2小时；所得物呈透明状；滴加质量分数为4?6%的NaOH溶液，升温至68?72°C，滴加环氧氯丙烷1.3?
3.0ml，搅拌反应4?6小时；过滤后水洗，干燥至恒重，得磁性交联壳聚糖吸附剂。
[0010]所述步骤⑴中的乙酸乙酯与质量分数为30%的NaOH溶液的体积比为(I?10):50 ο
[0011]所述步骤⑴中的三价铁盐与二价铁盐的摩尔比为(I?5):1。
[0012]同现有技术相比，本发明的有益效果为:
[0013](I)本方法所制得磁性交联壳聚糖吸附剂相对于壳聚糖，稳定性好，机械强度高，并且磁分离技术可以达到快速分离的目的。
[0014](2)制备方法简单，整个反应过程在温和条件下即可完成，工艺简单、成本低廉。
【具体实施方式】
[0015]本发明实施方式主要提供一种掺杂钴二氧化钛的磁性交联壳聚糖吸附剂的制备方法及其用于处理含磷废水，为便于很好的理解，下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明的内容并不限于此。
[0016]实施例1
[0017](I)将壳聚糖溶于乙酸溶液中，制成壳聚糖乙酸溶液，然后将三价铁盐和二价铁盐溶于壳聚糖乙酸溶液中，搅拌Ih使其混合均匀，并放置0.3小时；将乙酸乙酯加入到质量分数为30%的NaOH溶液中，混合均匀，制成含乙酸乙酯的NaOH溶液；将该溶液用注射器缓缓滴入到含乙酸乙酯的NaOH溶液中，缓慢搅拌lh，使壳聚糖凝胶纳米微粒固化，将剩余含乙酸乙酯的NaOH溶液倒掉，形成的微粒用去离子水重复洗涤，一直到洗液成中性为止，得到磁性壳聚糖；
[0018](2)室温下，在0.5g磁性壳聚糖中加入质量浓度为3%的乙酸溶液12ml，待壳聚糖充分溶解后，再加入液体状的石蜡50ml，搅拌5分钟；升温至53°C，继续搅拌5分钟后滴加乳化剂span-800.08ml，搅拌下保温乳化5分钟；继续升温至58°C，加入1.3ml的甲醛搅拌反应I小时；所得物呈透明状；滴加质量分数为4%的NaOH溶液，升温至68°C，滴加环氧氯丙烷1.3ml，搅拌反应4小时；过滤后水洗，干燥至恒重，得磁性交联壳聚糖吸附剂。
[0019]实施例2
[0020]对水中有机磷的去除实验如下:
[0021]取10mLl X 10 4的有机磷农药废水于250mL锥形瓶中，加入适量的磁性交联壳聚糖吸附剂处理水样，反应结束后测定水中磷的浓度，通过计算即可得出磁性交联壳聚糖吸附剂对有机磷农药废水的净化效率。具体步骤按下述进行:
[0022]在有机磷农药废水的初始浓度为1.0X10 4，磁性交联壳聚糖吸附剂的投加量0.7g/L，溶液的初始pH值为9，在白炽灯照射下，DDVP降解率有61 %;在添加H2O2至8mmol/L，反应60min时，有机磷农药废水的降解率可达70%。
[0023]同现有技术相比，本方法所制得磁性交联壳聚糖吸附剂相对于壳聚糖，稳定性好，机械强度高，并且磁分离技术可以达到快速分离的目的，同时制备方法简单，整个反应过程在温和条件下即可完成，成本低廉。
【主权项】
1.磁性交联壳聚糖吸附剂的制备方法，其特征在于:该方法的制备步骤是:第一步，制备磁性壳聚糖；第二步，对磁性壳聚糖进行交联改性；制得磁性交联壳聚糖吸附剂。2.根据权利要求1所述的磁性交联壳聚糖吸附剂的制备方法，其特征在于:第一步，制备磁性壳聚糖包括以下步骤: (1)将壳聚糖溶于乙酸溶液中，制成壳聚糖乙酸溶液，然后将三价铁盐和二价铁盐溶于壳聚糖乙酸溶液中，搅拌I?5h使其混合均匀，并放置0.3?3小时； (2)将乙酸乙酯加入到质量分数为30%的NaOH溶液中，混合均匀，制成含乙酸乙酯的NaOH溶液； (3)将步骤(I)所得溶液用注射器缓缓滴入到含乙酸乙酯的NaOH溶液中，缓慢搅拌I?5h，使壳聚糖凝胶纳米微粒固化，将剩余含乙酸乙酯的NaOH溶液倒掉，形成的微粒用去离子水重复洗涤，一直到洗液成中性为止，得到磁性壳聚糖。3.根据权利要求1所述的磁性交联壳聚糖吸附剂的制备方法，其特征在于:第二步，对磁性壳聚糖进行交联改性包括以下步骤: (1)室温下，在0.5g磁性壳聚糖中加入质量浓度为3?5%的乙酸溶液12?13ml，待壳聚糖充分溶解后，再加入液体状的石蜡50?62.5ml，搅拌5?15分钟；升温至53?57°C，继续搅拌5?15分钟后滴加乳化剂span-800.08?0.12ml，搅拌下保温乳化5?15分钟；继续升温至58?62°C，加入1.3?2.0ml的甲醛搅拌反应I?2小时；所得物呈透明状； (2)在步骤(I)的透明状所得物中滴加质量分数为4?6%的NaOH溶液，升温至68?720C，滴加环氧氯丙烷1.3?3.0ml，搅拌反应4?6小时；过滤后水洗，干燥至恒重，得磁性交联壳聚糖吸附剂。4.根据权利要求2所述的磁性交联壳聚糖吸附剂的制备方法，其特征在于:乙酸乙酯与质量分数为30%的NaOH溶液的体积比为(I?10):50。5.根据权利要求2所述的磁性交联壳聚糖吸附剂的制备方法，其特征在于:三价铁盐与二价铁盐的摩尔比为(I?5):1。6.将根据权利要求2所述的制备得到的磁性交联壳聚糖吸附剂用于处理农药废水中。
【文档编号】B01J20/28GK106064071SQ201410578933
【公开日】2016年11月2日
【申请日】2014年10月24日 公开号201410578933.9, CN 106064071 A, CN 106064071A, CN 201410578933, CN-A-106064071, CN106064071 A, CN106064071A, CN201410578933, CN201410578933.9
【发明人】苗兴
【申请人】西安以锵电子科技有限责任公司