改性磁性納米吸附材料及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種改性磁性納米吸附材料，改性磁性納米吸附材料以Fe3O4納米粒子為載體，F(xiàn)e3O4納米粒子表面包覆SiO2得到硅烷化的Fe3O4納米粒子；還原型谷胱甘肽連接在硅烷化的Fe3O4納米粒子表面。還公開了一種改性磁性納米吸附材料的制備方法，包括制備Fe3O4-NPs納米粒子、硅烷化、表面修飾。按照本發(fā)明制備方法制備得到的改性磁性納米吸附材料具有吸附效率高、選擇性好、處理工藝簡單、成本低等優(yōu)勢(shì)，可應(yīng)用于去除廢水中鉛金屬。
【專利說明】改性磁性納米吸附材料及其制備方法和應(yīng)用

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及重金屬廢水處理【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種改性磁性納米吸附材料及其 制備方法，還涉及該改性磁性納米吸附材料在去除水體中重金屬鉛的應(yīng)用。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著城市化進(jìn)程的加快和工農(nóng)業(yè)的迅速發(fā)展，我國絕大多數(shù)城市都存在著較為嚴(yán) 重的重金屬廢水污染問題。重金屬是一類殘留累積性污染物，由于受到來自工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交 通以及城市生活等多重環(huán)境的壓力，如工礦冶煉"三廢"排放、農(nóng)用化學(xué)品使用、交通鉛塵排 放、城市污泥以及畜禽糞便農(nóng)用等，使得我國環(huán)境重金屬污染非常嚴(yán)重。由于鉛具有熔點(diǎn) 低、密度高、抗腐蝕、易于機(jī)械加工等特點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)各個(gè)領(lǐng)域，這些鉛大部 分以各種形式排放到環(huán)境中造成污染，工業(yè)廢水、廢渣、廢氣的排放已成為水體、土壤和大 氣中鉛的主要污染源。
[0003] 磁性納米材料是當(dāng)今世界材料領(lǐng)域的研宄熱點(diǎn)之一，在高密度磁記錄、磁流體、磁 傳感器和微波材料以及催化、環(huán)境治理等方面得到廣泛的應(yīng)用。廢水處理，特別是高濃度廢 水的處理，一直是環(huán)境保護(hù)的一個(gè)難題，而在廢水處理工程中加入納米技術(shù)已經(jīng)逐漸取代 了之前的一些傳統(tǒng)方法。不同于一些傳統(tǒng)的吸附劑，磁性納米粒子由于具有巨大的吸附表 面積，低擴(kuò)散阻力，高吸附性能以及大容積容器中分離快速，回收再利用率高等優(yōu)點(diǎn)，為重 金屬離子的吸附提供了更好的動(dòng)力，克服了傳統(tǒng)吸附劑成本高，存在擴(kuò)散限制，回收困難， 二次污染等問題，在重金屬廢水處理領(lǐng)域顯示出廣泛的應(yīng)用前景。
[0004] 磁性納米顆粒相互之間由于磁性吸引和范德華力作用產(chǎn)生聚沉現(xiàn)象，因此還需要 在此方面進(jìn)行大量的研宄減少納米粒子的表面能以提高磁性納米粒子的穩(wěn)定性能，防止團(tuán) 聚。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種吸附效率高、選擇性 好、處理工藝簡單、成本低、并能有效去除廢水中鉛金屬的改性納米吸附材料，還提供一種 工藝簡單、操作簡便的改性納米吸附材料的制備方法，還提供了前述改性納米吸附材料在 去除工業(yè)廢水中重金屬Pb的應(yīng)用，具有應(yīng)用方法簡單、去除效率高、應(yīng)用廣泛等優(yōu)勢(shì)。
[0006] 為解決上述技術(shù)問題，提供了一種改性磁性納米吸附材料，改性磁性納米吸附材 料以Fe 3O4納米粒子為載體，F(xiàn)e 304納米粒子表面包覆SiO2得到娃燒化的Fe 304納米粒子；還 原型谷胱甘肽連接在硅烷化的Fe3O 4納米粒子表面。硅烷化的Fe3O4納米粒子表面具有氨基， 可以與GSH中的一些官能團(tuán)發(fā)生反應(yīng)，還原型谷胱甘肽主要是通過化學(xué)鍵連接在硅烷化的 Fe3O4納米粒子表面。
[0007] 上述的改性磁性納米吸附材料，優(yōu)選的，硅烷化的Fe3O4納米粒子與還原型谷胱甘 肽的質(zhì)量比為1. 29?2. 58 : 1。
[0008] 作為一個(gè)總的技術(shù)構(gòu)思，本發(fā)明還提供了上述的改性磁性納米吸附材料制備方 法，包括以下步驟： 51、 制備Fe3O4-NPs :以FeCl3 ·6Η20和FeCl2 ·4Η20為原料，通過共沉淀法合成Fe3O4-NPs 納米粒子； 52、 硅烷化：將步驟Sl制備得到的Fe3O4-NPs納米粒子配制成懸浮液，以正硅酸四 乙酯作為前驅(qū)體，利用3-氨丙基三乙氧基硅烷將Fe 3O4-NPs納米顆粒表面硅烷化，得到 Fe3O4-SiO2 NPs ； 53、 表面修飾：將步驟S2制備得到的Fe3O4-SiO2 NPs分散于水中，機(jī)械攪拌條件下加入 還原型谷胱甘肽，然后靜置、分離得到Fe3O4-SiO 2-GSH NPs。
[0009] 上述的制備方法，優(yōu)選的，SI步驟具體包括以下步驟： Sl-I :將FeCl3 · 6H20和FeCl2 · 4H20按質(zhì)量比為2. 83 : 1溶于HCl溶液中得到酸性 鐵鹽溶液； S1-2 :將步驟Sl-I步驟中制備得到的酸性鐵鹽溶液與氨水?dāng)嚢杌旌系玫紽e3O4-NPs納 米粒子。
[0010] 上述的制備方法，優(yōu)選的，Sl-I步驟中HCl的濃度為0. 4 mol/L，Sl-2步驟中氨水 的濃度為〇. 7 mol/L，攪拌混合的轉(zhuǎn)速為250?300 rpm，攪拌混合的時(shí)間為60min，攪拌混 合的溫度為30?35 °C。
[0011] 上述的制備方法，優(yōu)選的，S2步驟中硅烷化步驟具體為：將Fe3O4-NPs懸浮液在通 氮攪拌狀態(tài)下依次加入無水乙醇、NH 3 ·Η20、正硅酸四乙酯和3-氨丙基三乙氧基硅烷得到得 到 Fe3O4-SiO2 NPs 懸浮液。
[0012] 上述的制備方法，優(yōu)選的，S3步驟中還原型谷胱甘肽的濃度為2. 92?5. 85 g/L， 機(jī)械攪拌的轉(zhuǎn)速為150?200 rpm，機(jī)械攪拌時(shí)間為2h，機(jī)械攪拌溫度為30?35°C。
[0013] 作為本發(fā)明的同一技術(shù)構(gòu)思，本發(fā)明還提供了一種采用前述的改性磁性納米吸附 材料或采用前述制備方法制得的改性磁性納米吸附材料在處理廢水中鉛的應(yīng)用，將改性磁 性納米吸附材料按0.2?2.0 g/L干重的用量加入到含鉛工業(yè)廢水中，振蕩吸附2 h以上， 然后將處理后的含鉛工業(yè)廢水調(diào)節(jié)至中性后排放，完成對(duì)含鉛工業(yè)廢水的處理。
[0014] 上述的應(yīng)用，優(yōu)選的，振蕩吸附的溫度為30°C?35°C，振蕩吸附的時(shí)間為2 h?4 h，振蕩吸附的轉(zhuǎn)速為100 rpm?150 rpm。
[0015] 上述的應(yīng)用，優(yōu)選的，含鉛廢水的pH值為2?5. 5, Pb (II)的濃度為10 mg/L? 500 mg/L〇
[0016] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于： (1)本發(fā)明提供了一種改性磁性納米吸附材料，以Fe3O4納米粒子為載體，對(duì)其表面進(jìn) 行硅烷化，使Fe3O4納米粒子表面包覆一層SiO2，同時(shí)在Fe 3O4 NPs表面引入-NH2，可與酸、 醛、酮等進(jìn)行反應(yīng)，從而繼續(xù)引入一系列官能團(tuán)與重金屬離子螯合，提高Fe 3O4 NPs對(duì)重金屬 離子的處理效果。
[0017] 同時(shí)，在硅烷化的Fe3O4納米粒子上修飾還原性谷胱甘肽（GSH)，修飾的還原型谷 胱甘肽是一種由三個(gè)氨基酸分子組成的小分子肽（γ -谷氯酰-L-半胱氨酸-L-甘氨酸)， 含有-SH，-NH2,-COOH等官能團(tuán)，能與Pb (II)有效螯合，而GSH是一種具有還原性的物質(zhì)， 將其引入到Fe3O4 NPs表面后，能有效減少Fe3O4 NPs在空氣中的氧化，增強(qiáng)了 Fe3O4 NPs的 穩(wěn)定性。
[0018] (2)本發(fā)明提供的一種改性磁性納米吸附材料，不僅能快速、高效地吸附去除廢水 的重金屬離子，由于其獨(dú)特的磁學(xué)性質(zhì)還可方便地利用外加磁鐵進(jìn)行回收，并且有很好的 可重復(fù)再利用性，表現(xiàn)出良好的應(yīng)用前景。
[0019] (3)本發(fā)明提供了一種改性磁性納米吸附材料的制備方法，具有制備方法簡單、產(chǎn) 率高，適合規(guī)?；a(chǎn)。
[0020] (4)本發(fā)明提供了一種改性磁性納米吸附材料在處理廢水中重金屬鉛的應(yīng)用，其 操作簡便，處理周期短，處理效率高，成本低，且清潔無污染，可重復(fù)利用率高，對(duì)環(huán)境無毒 害作用，因此在環(huán)境污染的處理和環(huán)境修復(fù)領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021] 為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例 中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述。
[0022] 圖1為實(shí)施例1的改性磁性納米吸附材料的SEM表征圖。
[0023] 圖2為實(shí)施例1的改性磁性納米吸附材料懸浮液用磁性分離3min后的效果圖。
[0024] 圖3為實(shí)施例2中采用改性磁性納米吸附材料在去除不同pH的含鉛廢水的處理 效率趨勢(shì)圖。
[0025] 圖4為實(shí)施例3中改性磁性納米吸附材料隨時(shí)間變化對(duì)含鉛廢水去除效率趨勢(shì) 圖。
[0026] 圖5為實(shí)施例4中改性磁性納米吸附材料隨添加量的變化對(duì)含鉛廢水去除效率趨 勢(shì)圖。
[0027] 圖6為實(shí)施例5中改性磁性納米吸附材料隨廢水中鉛濃度的變化對(duì)含鉛廢水去除 效率趨勢(shì)圖。

【具體實(shí)施方式】
[0028] 以下結(jié)合說明書附圖和具體優(yōu)選的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述，但并不因此而 限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。 實(shí)施例
[0029] 以下實(shí)施例中所采用的材料和儀器均為市售。
[0030] 實(shí)施例1 一種本發(fā)明的改性磁性納米吸附材料，改性磁性納米吸附材料是以Fe3O4納米粒子為 載體，F(xiàn)e3O4納米粒子表面包覆SiO2得到娃燒化的Fe 304納米粒子；還原型谷胱甘肽連接在娃 烷化的Fe3O 4納米粒子表面。硅烷化的Fe3O4納米粒子與所述谷胱甘肽的質(zhì)量比為1.29 : 1 (質(zhì)量比為1.29?2.58 : 1均可實(shí)施)。
[0031] 前述改性磁性納米吸附材料的制備方法，包括以下步驟： (1)制備磁性納米粒子 Fe3O4-NPs :稱取 12. 75g 的 FeCl3 ·6Η20 和 4. 5 g 的 FeCl2 ·4Η20， 溶于0. 4 mol/L HCl溶液中（HC1溶液采用3. 5 mL的鹽酸（36%)溶于100 mL脫氧水制備 得到）得到酸性鐵鹽溶液。將前述酸性鐵鹽溶液用濾紙過濾取濾液，在強(qiáng)烈機(jī)械攪拌條件 下將上述濾液加入0.7 mol/L氨水溶液中（氨水溶液采用36. 61 mL氨水溶于750 mL脫氧 超純水中制備得到)，于30°C下（溫度為30?35°C均可實(shí)施)，以250 rpm (轉(zhuǎn)速為250? 300 rpm均可實(shí)施）轉(zhuǎn)速攪拌60 min，然后靜置60 min，倒去上清液，將沉淀用脫氧超純水 清洗3次得到5g (干重）左右的Fe304-NPs。將Fe3O4-NPs分散于100 mL超純水中，制備得 到Fe3O4-NPs懸浮液。
[0032] (2)硅烷化：取80mL上述Fe3O4-NPs懸浮液，加入600 ml無水乙醇中，通N2攪拌 15 min得到混合溶液一。然后在混合溶液一中加入50 ml，冷的，濃度為7%的NH3 ·Η20,攪 拌15 min得到混合溶液二。在混合溶液二中加入4. 85 ml的正硅酸四乙酯（TE0S)，以250 rpm (轉(zhuǎn)速為250?300 rpm均可實(shí)施)攪拌1.5 h得到混合溶液三。在混合溶液三中再加 入4. 65 ml的3-氨丙基三乙氧基硅烷（APTES)，攪拌1.5 h，得到Fe3O4-SiO2 NPs固體顆粒， 將Fe3O4-SiO2 NPs固體顆粒用無水乙醇清洗2次后脫氧超純水清洗3次，得到4. 0 g左右 的Fe3O4-SiO2 NPs保存在80 mL超純水中。
[0033] (3)表面修飾：將上述Fe3O4-SiO2 NPs懸浮液分散于450 ml脫氧超純水中，強(qiáng)烈 機(jī)械攪拌條件下(攪拌轉(zhuǎn)速為250?300 rpm均可）加入3. 0990 g GSH (還原型谷胱甘肽 的濃度為2. 92?5. 85g/L均可實(shí)施)，攪拌5 min后調(diào)整轉(zhuǎn)速為150 rpm，攪拌2h后靜置6 h (靜置溫度為30 °C)，倒去上清液，將沉淀用脫氧超純水清洗3次，分散于100 ml超純水 中，制備得到Fe3O4-SiO2-GSH NPs，即改性磁性納米吸附材料。
[0034] 將實(shí)施例1的改性磁性納米吸附材料在60°C下真空干燥24 h (真空干燥時(shí)間為 12?24 h均可實(shí)施)，研磨過篩后進(jìn)行微觀研宄分析。圖1為改性磁性納米吸附材料的掃 描電鏡圖，從圖1可以觀察到，顆粒分散均勻，顆粒尺寸在20?40 nm左右。
[0035] 此外，制備得到的Fe3O4-SiO2-GSH NPs具有很強(qiáng)的磁性，能利用外加磁鐵快速分 離，圖2為外加磁鐵3 min的磁性分離圖。
[0036] 實(shí)施例2 一種實(shí)施例1的改性磁性納米吸附材料在去除不同PH的含鉛廢水的應(yīng)用，具體的應(yīng)用 方法為： 將實(shí)施例1中步驟（1)制備得到的磁性納米離子FeA-NPs、步驟2制備得到的 Fe3O4-SiO2 NPs，和步驟（3)制備得到的Fe3O4-SiO2-GSH NPs按I g/L用量添加到含鉛廢水 中（含鉛廢水中Pb (II)的濃度為100 mg/L)，利用0. 5 M的圓03或0. 5 M的NaOH溶液調(diào) 節(jié)含鉛廢水的pH值分別為2、3、4、5、5. 5,然后在30°C、150 rpm下恒溫振蕩吸附，待吸附2 h 后，直接過濾分離后濾出的含鉛工業(yè)廢水調(diào)節(jié)至中性后排放，完成對(duì)含鉛工業(yè)廢水的處理。
[0037] 取經(jīng)過處理的含鉛廢水經(jīng)0. 45 μ m濾膜過濾，用火焰原子吸收分光光度法測(cè)定未 被吸附的鉛濃度。測(cè)定結(jié)果參見圖3 :經(jīng)表面改性后，本發(fā)明的改性磁性納米吸附材料顯著 提高了含鉛工業(yè)廢水的處理效率，在pH值5?5. 5范圍內(nèi)，鉛去除率達(dá)90%以上，尤其是在 pH值在5. 5時(shí)，吸附效率可達(dá)95. 61%。
[0038] 與Fe3O4和Fe 304-Si02相比，本發(fā)明的改性磁性納米吸附材料在ρΗ=5· 5條件下，Pb (II)處理效率從26. 66%、77. 51%提高到了 95. 61%。同時(shí)表面改性后的改性磁性納米吸附 材料表現(xiàn)出更好的穩(wěn)定性，在pH值為4?5. 5范圍時(shí)，其吸附效率始終保持在80%以上，遠(yuǎn) 遠(yuǎn)高于未修飾的Fe3O4 NPs以及Fe3O4-SiO2 NPs，最佳吸附pH值為5. 5。
[0039] 實(shí)施例3 一種實(shí)施例1的改性磁性納米吸附材料在含鉛廢水的應(yīng)用，具體的應(yīng)用方法為： 將實(shí)施例1的改性磁性納米吸附材料按I g/L添加到pH值為5. 5,Pb(II)濃度分別為 50 mg/L、100 mg/L、200 mg/L的含鉛廢水中，在30°C、150 rpm下恒溫振蕩吸附3 h，分別與 恒溫振蕩吸附開始后 2min、5min、lOmin、15min、20min、30min、45min、60min、75min、90min、 120min、150min檢測(cè)含鉛廢水中鉛的濃度，計(jì)算吸附率。檢測(cè)結(jié)果如圖4所示：吸附1.5 h 后，吸附基本達(dá)到平衡，吸附過程很快，有效縮短了重金屬廢水處理的時(shí)間。
[0040] 實(shí)施例4 一種實(shí)施例1的改性磁性納米吸附材料在去除含鉛廢水的應(yīng)用，具體的應(yīng)用方法為： 將用量分別為 〇·1、〇·4、0·8、1·0、1·5、2·0 g/L 的 Fe3O4-SiO2-GSH NPs 添加到 Pb (II) 濃度為100 mg/L的含鉛廢水中，將含鉛廢水通過酸堿調(diào)節(jié)池調(diào)節(jié)pH值為5. 5,然后在30 °C、150 rpm下恒溫振蕩吸附，待吸附2 h后，直接過濾分離后濾出的含鉛工業(yè)廢水調(diào)節(jié)至中 性后排放，完成對(duì)含鉛工業(yè)廢水的處理。
[0041] 取經(jīng)過處理的含鉛廢水經(jīng)0. 45 μ m濾膜過濾，用火焰原子吸收分光光度法測(cè)定未 被吸附的鉛濃度，圖5為Fe3O4-SiO 2-GSH NPs吸附劑使用劑量對(duì)吸附效率和吸附量的影響 圖。從圖5中可知，隨著吸附劑用量的增加 ，Pb (II)吸附效率不斷增加，在吸附劑用量達(dá) 到I. O g/L時(shí)Pb (II)吸附效率基本達(dá)到平衡，可達(dá)到99%以上。
[0042] 實(shí)施例5 一種實(shí)施例1的改性磁性納米吸附材料在去除含鉛廢水的應(yīng)用，具體的應(yīng)用方法為： 將實(shí)施例1中制備得到的Fe3O4-SiO2-GSH NPs按I g/L用量添加到Pb (II)濃度分別 為10、50、100、200、300、400、500 mg/L的含鉛廢水中，將含鉛廢水通過酸堿調(diào)節(jié)池調(diào)節(jié)pH 值為5. 5,然后在30 °C、150 rpm下恒溫振蕩吸附，待吸附3 h后，直接過濾分離后濾出的含 鉛工業(yè)廢水調(diào)節(jié)至中性后排放，完成對(duì)含鉛工業(yè)廢水的處理。
[0043] 利用火焰原子吸收分光光度計(jì)測(cè)定溶液中未被吸附的Pb (II)，F(xiàn)e3O4-SiO2-GSH NPs吸附劑在不同濃度含鉛廢水中對(duì)鉛的吸附效果如圖6所示。由圖6可見，本發(fā)明的方法 對(duì)100 mg/L濃度以下的含鉛廢水的去除率達(dá)99. 7%以上，對(duì)10、50、100 mg/L的含鉛廢水 處理效率分別為99. 76%、99. 96%、99. 88%，可計(jì)算得到廢水中殘余的Pb (II)分別為0. 024 mg/L、0.02 mg/L、0. 12 mg/L，達(dá)到第一類污染物最高允許排放濃度的國家標(biāo)準(zhǔn)(總鉛< 1.0 mg/L)，即本發(fā)明的Fe3O4-SiO2-GSH NPs吸附劑能有效用于廢水中微量鉛的去除；對(duì)鉛濃度 為200mg/L?500mg/L的工業(yè)廢水的去除率均在77%以上，但殘余的鉛濃度超過I. 0 mg/ L，沒有達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，但根據(jù)我們的試驗(yàn)，當(dāng)含鉛工業(yè)廢水中Pb (II)的濃度超過200 mg/L 時(shí)，可通過增加 Fe3O4-SiO2-GSH NPs吸附劑的使用量進(jìn)行處理。
[0044] 上述的利用Fe3O4-SiO2-GSH NPs吸附劑吸附廢水中鉛的方法，所述含鉛工業(yè)廢水 中鉛離子濃度優(yōu)選為10 mg/L?100 mg/L (利用本發(fā)明的方法處理含鉛濃度彡100 mg/L 的工業(yè)廢水，性價(jià)比最優(yōu))。
[0045] 實(shí)施例6 以實(shí)施例3中經(jīng)過改性磁性納米吸附材料處理過的含鉛工業(yè)廢水為處理對(duì)象，用0. 5 M的硝酸作為解吸劑(硝酸的濃度為0. 1?0. 5M均可實(shí)施)，在35°C下振蕩解吸60 min (解 吸時(shí)間為30min?60min均可實(shí)施)，然后通過磁性分離得到改性磁性納米吸附材料（即 Fe3O4-SiO2-GSH NPs)，將Fe3O4-SiO2-GSH NPs用超純水清洗3次，然后將其循環(huán)加入到待處 理的50 mL Pb (II)濃度為100 mg/L、pH值為5. 5的工業(yè)廢水中，在30°C、150 rpm下恒溫 振蕩吸附2 h，重復(fù)此吸附-解吸過程5次，驗(yàn)證其重復(fù)利用性，結(jié)果見下表1。
[0046] 表1 :在吸附-解吸5次循環(huán)下Fe3O4-SiO2-GSH NPs對(duì)Pb (II)的吸附效率表

【權(quán)利要求】
1. 一種改性磁性納米吸附材料，其特征在于，所述改性磁性納米吸附材料以Fe 304納米 粒子為載體，所述Fe304納米粒子表面包覆SiO 2得到娃燒化的Fe 304納米粒子；還原型谷胱 甘肽連接在硅烷化的Fe304納米粒子表面。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的改性磁性納米吸附材料，其特征在于，所述硅烷化的Fe 304納 米粒子與所述還原型谷胱甘肽的質(zhì)量比為1.29?2.58 : 1。
3. -種權(quán)利要求1至2所述的改性磁性納米吸附材料的制備方法，其特征在于，具體包 括以下步驟： 51、 制備Fe304-NPs納米粒子：以FeCl3 ? 6H20和FeCl2 ? 4H20為原料，通過共沉淀法合 成Fe304-NPs納米粒子； 52、 硅烷化：將所述步驟S1制備得到的Fe304-NPs納米粒子配制成懸浮液，以正硅酸 四乙酯作為前驅(qū)體，利用3-氨丙基三乙氧基硅烷將FeA-NPs納米顆粒表面硅烷化，得到 Fe304-Si02 NPs ； 53、 表面修飾：將所述步驟S2制備得到的Fe304-Si02 NPs分散于水中，機(jī)械攪拌條件下 加入還原型谷胱甘肽，然后靜置、分離得到Fe304-Si02-GSH NPs。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述S1步驟具體包括以下步驟： S1-1 :將FeCl3 ? 6H20和FeCl2 ? 4H20按質(zhì)量比為2. 83 : 1溶于HC1溶液中得到酸性 鐵鹽溶液； S1-2 :將所述步驟S1-1步驟中制備得到的酸性鐵鹽溶液與氨水?dāng)嚢杌旌系玫?Fe304_NPs納米粒子。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述S1-1步驟中所述HC1的濃度為 0. 4 mol/L，所述S1-2步驟中所述氨水的濃度為0. 7 mol/L，所述攪拌混合的轉(zhuǎn)速為250? 300 rpm，攪拌混合的時(shí)間為60min，攪拌混合的溫度為30?35°C。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3至5中任一項(xiàng)所述的制備方法，其特征在于，所述S2步驟中所述硅 烷化步驟具體為：將Fe304-NPs懸浮液在通氮攪拌狀態(tài)下依次加入無水乙醇、NH3 ? H20、正硅 酸四乙酯和3-氨丙基三乙氧基硅烷得到Fe304-Si02 NPs懸浮液。
7. 根據(jù)權(quán)利要求3至5中任一項(xiàng)所述的制備方法，其特征在于，所述S3步驟中所述還 原型谷胱甘肽的濃度為2. 92?5. 85 g/L，所述機(jī)械攪拌的轉(zhuǎn)速為150?200 rpm，機(jī)械攪 拌時(shí)間為2h，機(jī)械攪拌溫度為30?35°C。
8. -種權(quán)利要求1至2所述的改性磁性納米吸附材料或權(quán)利要求3至7任一項(xiàng)所述 制備方法制備得到的改性磁性納米吸附材料在處理廢水中鉛的應(yīng)用，其特征在于，將所述 改性磁性納米吸附材料按0.2?2.0 g/L干重的用量加入到含鉛工業(yè)廢水中，振蕩吸附2 h 以上，然后將處理后的含鉛工業(yè)廢水調(diào)節(jié)至中性后排放，完成對(duì)含鉛工業(yè)廢水的處理。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的應(yīng)用，其特征在于，所述振蕩吸附的溫度為30°C?35°C，振蕩 吸附的時(shí)間為2 h?4 h，振蕩吸附的轉(zhuǎn)速為100 rpm?150 rpm。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的應(yīng)用，其特征在于，所述含鉛廢水的pH值為2?5. 5, Pb (II)的濃度為 10 mg/L ?500 mg/L。
【文檔編號(hào)】C02F1/28GK104475040SQ201410845482
【公開日】2015年4月1日 申請(qǐng)日期:2014年12月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月31日
【發(fā)明者】曾光明, 許飄, 黃丹蓮, 陳明, 賴萃, 陳國敏, 武海鵬, 張辰, 程敏, 萬佳 申請(qǐng)人:湖南大學(xué)