磁性交聯(lián)殼聚糖吸附劑的制備方法及其應(yīng)用
【專利摘要】本發(fā)明涉及磁性交聯(lián)殼聚糖吸附劑的制備方法及其應(yīng)用，該方法的制備步驟是：第一步，制備磁性殼聚糖；第二步，對磁性殼聚糖進(jìn)行交聯(lián)改性；制得磁性交聯(lián)殼聚糖吸附劑。同現(xiàn)有技術(shù)相比，本方法所制得的磁性交聯(lián)殼聚糖吸附劑相對于殼聚糖，穩(wěn)定性好，機(jī)械強(qiáng)度高，并且磁分離技術(shù)可以達(dá)到快速分離的目的，同時(shí)制備方法簡單，整個(gè)反應(yīng)過程在溫和條件下即可完成，成本低廉。將該吸附劑用于處理有機(jī)磷農(nóng)藥廢水，吸附效果好。
【專利說明】
磁性交聯(lián)殼聚糖吸附劑的制備方法及其應(yīng)用
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及廢水處理領(lǐng)域，具體涉及磁性交聯(lián)殼聚糖吸附劑的制備方法及其應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]中國是有機(jī)磷農(nóng)藥的生產(chǎn)和使用大國。對難降解的有機(jī)磷農(nóng)藥廢水的有效處理的研究具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義，有利于減少農(nóng)業(yè)污染。目前，國內(nèi)外對有機(jī)磷農(nóng)藥廢水的處理主要采用生化法，如SBR、接觸氧化法、厭氧折流板反應(yīng)器等，但用此法處理后的農(nóng)藥廢水中有機(jī)磷的含量仍很高，且其處理工藝復(fù)雜、費(fèi)用較高，有時(shí)處理不當(dāng)會(huì)造成二次污染。
[0003]殼聚糖是性能優(yōu)異的天然高分子材料之一，殼聚糖前體甲殼素廣泛存在于蝦蟹等甲殼類動(dòng)物，是世界上僅次于纖維素的第二大類天然高分子化合物。但是，殼聚糖易溶于酸性溶液，穩(wěn)定性差，這限制了它的應(yīng)用范圍。如果將殼聚糖進(jìn)行交聯(lián)，提高其在酸性溶液中的穩(wěn)定性，就能拓寬殼聚糖的應(yīng)用范圍。另外殼聚糖本身不具有磁性，將殼聚糖與磁性物質(zhì)Fe3O4有機(jī)結(jié)合，形成以磁性物質(zhì)為核，殼聚糖為殼的所謂核殼結(jié)構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)對材料的磁性化，進(jìn)而采用磁分離技術(shù)達(dá)到快速分離的目的，同時(shí)，磁性材料的加入，也加強(qiáng)了殼聚糖納米微粒的機(jī)械穩(wěn)定性

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于:針對上述現(xiàn)有技術(shù)處理有機(jī)磷農(nóng)藥廢水污染的不足，提供一種摻雜鈷二氧化鈦的磁性交聯(lián)殼聚糖吸附劑的制備方法。
[0005]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0006]第一步，制備磁性殼聚糖；第二步，對磁性殼聚糖進(jìn)行交聯(lián)改性；制得磁性交聯(lián)殼聚糖吸附劑。
[0007]所述方法進(jìn)一步包括:
[0008](I)將殼聚糖溶于乙酸溶液中，制成殼聚糖乙酸溶液，然后將三價(jià)鐵鹽和二價(jià)鐵鹽溶于殼聚糖乙酸溶液中，攪拌I?5h使其混合均勻，并放置0.3?3小時(shí)；將乙酸乙酯加入到質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%的NaOH溶液中，混合均勻，制成含乙酸乙酯的NaOH溶液；將所得溶液用注射器緩緩滴入到含乙酸乙酯的NaOH溶液中，緩慢攪拌I?5h，使殼聚糖凝膠納米微粒固化，將剩余含乙酸乙酯的NaOH溶液倒掉，形成的微粒用去離子水重復(fù)洗滌，一直到洗液成中性為止，得到磁性殼聚糖；
[0009](2)室溫下，在0.5g磁性殼聚糖中加入質(zhì)量濃度為3?5%的乙酸溶液12?13ml，待殼聚糖充分溶解后，再加入液體狀的石蠟50?62.5ml，攪拌5?15分鐘；升溫至53?57°C，繼續(xù)攪拌5?15分鐘后滴加乳化劑span-800.08?0.12ml，攪拌下保溫乳化5?15分鐘；繼續(xù)升溫至58?62°C，加入1.3?2.0ml的甲醛攪拌反應(yīng)I?2小時(shí)；所得物呈透明狀；滴加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4?6%的NaOH溶液，升溫至68?72°C，滴加環(huán)氧氯丙烷1.3?
3.0ml，攪拌反應(yīng)4?6小時(shí)；過濾后水洗，干燥至恒重，得磁性交聯(lián)殼聚糖吸附劑。
[0010]所述步驟⑴中的乙酸乙酯與質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%的NaOH溶液的體積比為(I?10):50 ο
[0011]所述步驟⑴中的三價(jià)鐵鹽與二價(jià)鐵鹽的摩爾比為(I?5):1。
[0012]同現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為:
[0013](I)本方法所制得磁性交聯(lián)殼聚糖吸附劑相對于殼聚糖，穩(wěn)定性好，機(jī)械強(qiáng)度高，并且磁分離技術(shù)可以達(dá)到快速分離的目的。
[0014](2)制備方法簡單，整個(gè)反應(yīng)過程在溫和條件下即可完成，工藝簡單、成本低廉。
【具體實(shí)施方式】
[0015]本發(fā)明實(shí)施方式主要提供一種摻雜鈷二氧化鈦的磁性交聯(lián)殼聚糖吸附劑的制備方法及其用于處理含磷廢水，為便于很好的理解，下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但本發(fā)明的內(nèi)容并不限于此。
[0016]實(shí)施例1
[0017](I)將殼聚糖溶于乙酸溶液中，制成殼聚糖乙酸溶液，然后將三價(jià)鐵鹽和二價(jià)鐵鹽溶于殼聚糖乙酸溶液中，攪拌Ih使其混合均勻，并放置0.3小時(shí)；將乙酸乙酯加入到質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%的NaOH溶液中，混合均勻，制成含乙酸乙酯的NaOH溶液；將該溶液用注射器緩緩滴入到含乙酸乙酯的NaOH溶液中，緩慢攪拌lh，使殼聚糖凝膠納米微粒固化，將剩余含乙酸乙酯的NaOH溶液倒掉，形成的微粒用去離子水重復(fù)洗滌，一直到洗液成中性為止，得到磁性殼聚糖；
[0018](2)室溫下，在0.5g磁性殼聚糖中加入質(zhì)量濃度為3%的乙酸溶液12ml，待殼聚糖充分溶解后，再加入液體狀的石蠟50ml，攪拌5分鐘；升溫至53°C，繼續(xù)攪拌5分鐘后滴加乳化劑span-800.08ml，攪拌下保溫乳化5分鐘；繼續(xù)升溫至58°C，加入1.3ml的甲醛攪拌反應(yīng)I小時(shí)；所得物呈透明狀；滴加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4%的NaOH溶液，升溫至68°C，滴加環(huán)氧氯丙烷1.3ml，攪拌反應(yīng)4小時(shí)；過濾后水洗，干燥至恒重，得磁性交聯(lián)殼聚糖吸附劑。
[0019]實(shí)施例2
[0020]對水中有機(jī)磷的去除實(shí)驗(yàn)如下:
[0021]取10mLl X 10 4的有機(jī)磷農(nóng)藥廢水于250mL錐形瓶中，加入適量的磁性交聯(lián)殼聚糖吸附劑處理水樣，反應(yīng)結(jié)束后測定水中磷的濃度，通過計(jì)算即可得出磁性交聯(lián)殼聚糖吸附劑對有機(jī)磷農(nóng)藥廢水的凈化效率。具體步驟按下述進(jìn)行:
[0022]在有機(jī)磷農(nóng)藥廢水的初始濃度為1.0X10 4，磁性交聯(lián)殼聚糖吸附劑的投加量0.7g/L，溶液的初始pH值為9，在白熾燈照射下，DDVP降解率有61 %;在添加H2O2至8mmol/L，反應(yīng)60min時(shí)，有機(jī)磷農(nóng)藥廢水的降解率可達(dá)70%。
[0023]同現(xiàn)有技術(shù)相比，本方法所制得磁性交聯(lián)殼聚糖吸附劑相對于殼聚糖，穩(wěn)定性好，機(jī)械強(qiáng)度高，并且磁分離技術(shù)可以達(dá)到快速分離的目的，同時(shí)制備方法簡單，整個(gè)反應(yīng)過程在溫和條件下即可完成，成本低廉。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.磁性交聯(lián)殼聚糖吸附劑的制備方法，其特征在于:該方法的制備步驟是:第一步，制備磁性殼聚糖；第二步，對磁性殼聚糖進(jìn)行交聯(lián)改性；制得磁性交聯(lián)殼聚糖吸附劑。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁性交聯(lián)殼聚糖吸附劑的制備方法，其特征在于:第一步，制備磁性殼聚糖包括以下步驟: (1)將殼聚糖溶于乙酸溶液中，制成殼聚糖乙酸溶液，然后將三價(jià)鐵鹽和二價(jià)鐵鹽溶于殼聚糖乙酸溶液中，攪拌I?5h使其混合均勻，并放置0.3?3小時(shí)； (2)將乙酸乙酯加入到質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%的NaOH溶液中，混合均勻，制成含乙酸乙酯的NaOH溶液； (3)將步驟(I)所得溶液用注射器緩緩滴入到含乙酸乙酯的NaOH溶液中，緩慢攪拌I?5h，使殼聚糖凝膠納米微粒固化，將剩余含乙酸乙酯的NaOH溶液倒掉，形成的微粒用去離子水重復(fù)洗滌，一直到洗液成中性為止，得到磁性殼聚糖。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁性交聯(lián)殼聚糖吸附劑的制備方法，其特征在于:第二步，對磁性殼聚糖進(jìn)行交聯(lián)改性包括以下步驟: (1)室溫下，在0.5g磁性殼聚糖中加入質(zhì)量濃度為3?5%的乙酸溶液12?13ml，待殼聚糖充分溶解后，再加入液體狀的石蠟50?62.5ml，攪拌5?15分鐘；升溫至53?57°C，繼續(xù)攪拌5?15分鐘后滴加乳化劑span-800.08?0.12ml，攪拌下保溫乳化5?15分鐘；繼續(xù)升溫至58?62°C，加入1.3?2.0ml的甲醛攪拌反應(yīng)I?2小時(shí)；所得物呈透明狀； (2)在步驟(I)的透明狀所得物中滴加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4?6%的NaOH溶液，升溫至68?720C，滴加環(huán)氧氯丙烷1.3?3.0ml，攪拌反應(yīng)4?6小時(shí)；過濾后水洗，干燥至恒重，得磁性交聯(lián)殼聚糖吸附劑。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的磁性交聯(lián)殼聚糖吸附劑的制備方法，其特征在于:乙酸乙酯與質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%的NaOH溶液的體積比為(I?10):50。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的磁性交聯(lián)殼聚糖吸附劑的制備方法，其特征在于:三價(jià)鐵鹽與二價(jià)鐵鹽的摩爾比為(I?5):1。6.將根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備得到的磁性交聯(lián)殼聚糖吸附劑用于處理農(nóng)藥廢水中。
【文檔編號(hào)】B01J20/28GK106064071SQ201410578933
【公開日】2016年11月2日
【申請日】2014年10月24日 公開號(hào)201410578933.9, CN 106064071 A, CN 106064071A, CN 201410578933, CN-A-106064071, CN106064071 A, CN106064071A, CN201410578933, CN201410578933.9
【發(fā)明人】苗興
【申請人】西安以鏘電子科技有限責(zé)任公司