一種具有污水凈化功能的多孔磁性球狀材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種具有污水和污染土壤凈化功能的多孔磁性球狀材料及其制備方法，該材料可用于造紙廢水、紡織廢水、印染廢水、電鍍廢水、橡膠工業(yè)廢水及生活廢水等，和被該類污水污染的土壤，含有有機污染物或重金屬污染物或同時含有有機污染物和重金屬污染物的廢水和受污染土壤中污染物的去除。本發(fā)明采用納米技術，將納米功能材料與天然高分子材料復合，通過金屬粒子印記及化學交聯(lián)反應完成多功能磁性多孔球狀材料的制備。能夠分別降解廢水和受污染土壤中的有機污染物和重金屬污染物，能夠通過磁分離進行回收并再生重新應用，能夠通過制備工藝調(diào)整獲得不同尺度的球狀材料，使廢水和受污染土壤處理工藝設計更加靈活高效。
【專利說明】
一種具有污水凈化功能的多孔磁性球狀材料及其制備方法
技術領域
[0001] 本發(fā)明涉及一種具有污水及污染土壤凈化功能的多孔磁性球狀材料及其制備方 法，屬于功能材料技術領域。本發(fā)明所提供的多孔磁性球狀材料可廣泛應用于廢水及污染 土壤中有機污染物及重金屬污染物的去除。
【背景技術】
[0002] 水污染和土壤污染是伴隨我國經(jīng)濟快速發(fā)展和人口快速增長而產(chǎn)生的巨大環(huán)境 污染問題。目前我國年污水排放量近千億噸，由于污水處理技術難以滿足污水排放需求，經(jīng) 過幾十年的累積，全國范圍內(nèi)大量主要水源被嚴重污染，同時也有大量土壤被污水嚴重污 染。我國污水主要有兩個來源:工業(yè)污水和生活污水。污水中的主要污染物包括有機污染物 和重金屬污染物。在污水處理過程中通常是只能單獨針對有機污染物或重金屬污染物選擇 合適的處理方法和工藝，如果既需要處理有機污染物又需要處理重金屬污染物，則通常采 取兩個以上步驟，同時需要應用2種以上處理原料，不僅處理工藝和影響處理效果的因素復 雜，而且成本高。比如通常有機污染物采取生物淤泥方法進行生物降解，而重金屬污染物則 需要采取吸附或絮凝沉淀方式進行去除。我國污水來源廣泛，污水中污染物組成復雜，通常 都同時含有有機污染物和重金屬污染物，目前傳統(tǒng)的處理工藝和處理原料在同時除去有機 污染物和重金屬污染物方面仍然面臨巨大困難，特別是去除污染土壤中的污染物難度更 大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于提供一種具有污水及污染土壤凈化功能的多孔磁性球狀材料。
[0004] 本發(fā)明的另一目的在于提供一種具有污水及污染土壤凈化功能的多孔磁性球狀 材料的制備方法。
[0005] 本發(fā)明所采取的技術方案是：
[0006] -種多孔磁性球狀材料，該多孔磁性球狀材料為包覆有納米復合磁性顆粒的球狀 交聯(lián)殼聚糖多孔材料，所述納米復合磁性顆粒為納米級Ti〇2層包覆著納米Fe3〇4。
[0007] 進一步的，上述多孔磁性球狀材料的孔率為30%~75%。
[0008] 進一步的，上述多孔磁性球狀材料中納米復合磁性顆粒的含量為質(zhì)量百分比1 % ~55%〇
[0009] 進一步的，上述納米級Ti〇2層的厚度為5~50nm。
[0010] 上述所述多孔磁性球狀材料的制備方法，包括以下步驟：
[0011] 1)納米復合磁性顆粒的制備:將納米Fe3〇4磁性粒子分散于鈦酸四丁脂的異丙醇溶 液中，靜止反應2~72h后經(jīng)磁分離得到納米級Ti〇2層包覆著納米Fe3〇4的納米復合磁性顆 粒；
[0012] 2)多孔磁性球狀材料的制備:將上步所得的納米復合磁性顆粒均勻分散在殼聚糖 乙酸溶液中，超聲分散，將分散后的混合物滴入到CuS〇4溶液中凝固，過濾取濾渣；
[0013] 將濾渣干燥后，再分散到戊二醛水溶液中，于70~90°C處理3~6h，過濾取濾渣，將 濾渣中的銅離子用酸性溶液去除，洗滌干凈，再分散于水中，調(diào)節(jié)pH值為中性，過濾取濾渣， 干燥后即得多孔磁性球狀材料。
[0014] 進一步的，上述步驟1)所述納米Fe3〇4磁性粒子和鈦酸四丁脂的質(zhì)量比為(0.15~ 6)：1〇
[0015] 進一步的，上述步驟1)所述鈦酸四丁脂的異丙醇溶液中鈦酸四丁脂的質(zhì)量濃度為 0 · 1~5%w/w〇
[0016] 進一步的，上述步驟2)中所述殼聚糖與納米復合磁性顆粒的質(zhì)量比為（1.2~19): 1〇
[0017] 上述所述多孔磁性球狀材料在污水及污染土壤凈化中的應用。
[0018] 進一步的，上述污水及污染土壤凈化包括有機污染物和/或重金屬污染物的去除。
[0019] 本發(fā)明的有益效果是：
[0020] 1)本發(fā)明所述的具有污水和污染土壤凈化功能的多孔磁性球狀材料是一種納米 復合多孔材料，在這種多孔材料內(nèi)部包含有尺寸為50~500納米的Fe 3〇4磁性粒子，由于磁性 材料的存在可以采取磁分離的方法對于處理后材料進行分離回收，使材料分離回收工藝得 到簡化，特別是對于受污染土壤處理后的分離更是方便可行。該Fe 3〇4磁性粒子表面被厚度 為5~50nm的Ti02所包覆，能夠起到分解污水和污染土壤中有機污染物的作用。交聯(lián)殼聚糖 作為多孔材料的基體，在本發(fā)明制備過程中，使殼聚糖中大量的-NH 2官能團得到良好的保 存，具有更優(yōu)異的去除污水和污染土壤中重金屬污染物的功能。本發(fā)明的具有污水和污染 土壤凈化功能的多孔磁性球狀材料是多種功能的復合體，不僅能夠降解廢水和污染土壤中 有機污染物的功能，而且能夠起到吸附富集污水和污染土壤中重金屬污染物的作用，同時 還能采用磁分離的方式將使用后的材料簡單回收。
[0021] 2)本發(fā)明的具有污水和污染土壤凈化功能的多孔磁性球狀材料能夠使廢水和污 染土壤凈化中有機污染物和重金屬污染物同時去除，方法簡單方便，一步到位。本發(fā)明的污 染物凈化功能的多孔磁性球狀材料在使用后還能夠通過磁分離的方式回收，并經(jīng)過酸化處 理將所吸附的重金屬污染物分離后，反復多次應用，經(jīng)過多次應用后，基體交聯(lián)殼聚糖材料 能夠自然降解，多孔磁性球狀材料中的磁性粒子還能夠通過磁分離回收繼續(xù)應用于多孔磁 性球狀材料的制備。
[0022] 3)本發(fā)明的具有污水和污染土壤凈化功能的多孔磁性球狀材料的尺寸可調(diào)范圍 寬，根據(jù)不同的應用工藝要求，能夠制備成小尺寸的球狀材料，也可以制備成尺寸較大的球 狀材料。不同尺寸的球狀材料也可以混合使用，極大的滿足了水和土壤處理工藝的設計需 求。應用方式可以是流化床式的污水處理，也可以是浸泡循環(huán)式，或處理塔式的。選用本發(fā) 明的具有污水和污染土壤凈化功能的多孔磁性球狀材料作為污水和污染土壤處理原料，處 理工藝設計靈活方便。
[0023] 4)本發(fā)明的具有污水和污染土壤凈化功能的多孔磁性球狀材料的基體樹脂是交 聯(lián)殼聚糖樹脂，殼聚糖是一種天然多糖，經(jīng)交聯(lián)處理后，耐生物降解和自然老化性能大大提 高，使用壽命明顯延長。這種純天然的多糖物質(zhì)，在使用過程中不會產(chǎn)生二次污染，環(huán)境友 好特點明顯。
【附圖說明】
[0024] 圖1為本發(fā)明制備的多孔磁性微球的掃描電鏡照片。
【具體實施方式】
[0025] -種多孔磁性球狀材料，該多孔磁性球狀材料為包覆有納米復合磁性顆粒的球狀 交聯(lián)殼聚糖多孔材料，所述納米復合磁性顆粒為納米級Ti〇2層包覆著納米Fe3〇4。
[0026] 優(yōu)選的，上述多孔磁性球狀材料的孔率為30%~75%。
[0027] 優(yōu)選的，上述多孔磁性球狀材料中納米復合磁性顆粒的含量為質(zhì)量百分比1 %~ 55%〇
[0028] 優(yōu)選的，上述納米級Ti〇2層的厚度為5~50nm。
[0029] 優(yōu)選的，上述Fe3〇4的尺寸為50~500nm，飽和磁化強度為55~75emu/g。
[0030] 優(yōu)選的，上述多孔磁性球狀材料的直徑為0.1~100mm。
[0031 ]上述所述多孔磁性球狀材料的制備方法，包括以下步驟：
[0032] 1)納米復合磁性顆粒的制備:將納米Fe3〇4磁性粒子分散于鈦酸四丁脂的異丙醇溶 液中，靜止反應2~72h后經(jīng)磁分離得到納米級Ti0 2層包覆著納米Fe3〇4的納米復合磁性顆 粒；
[0033] 2)多孔磁性球狀材料的制備:將上步所得的納米復合磁性顆粒均勻分散在殼聚糖 乙酸溶液中，超聲分散，將分散后的混合物滴入到CuS〇4溶液中凝固，過濾取濾渣；
[0034] 將濾渣干燥后，再分散到戊二醛水溶液中，于70~90 °C處理3~6h，過濾取濾渣，將 濾渣中多余的銅離子去除，洗滌干凈，再分散于水中，調(diào)節(jié)pH值為中性，過濾取濾渣，干燥后 即得多孔磁性球狀材料。
[0035]優(yōu)選的，上述納米Fe3〇4磁性粒子的制備方法為:將三價鐵鹽、二價鐵鹽、氨水、聚乙 烯醇和水混勻，充分溶解后于170~190°C條件下進行水熱反應2~15h，冷卻經(jīng)磁分離得到 納米Fe3〇4磁性粒子。
[0036]優(yōu)選的，上述三價鐵鹽、二價鐵鹽、氨水、聚乙烯醇和水的質(zhì)量比為（0.8~1.2): (1.2~1.6):(0.25~0.35):(0.05~0.15):(8~12)。
[0037]優(yōu)選的，上述三價鐵鹽選自硝酸鐵、硫酸鐵、氯化鐵、檸檬酸鐵中的至少一種。
[0038]優(yōu)選的，上述二價鐵鹽選自硝酸亞鐵、硫酸亞鐵、氯化亞、醋酸亞鐵、檸檬酸亞鐵中 至少一種。
[0039] 優(yōu)選的，上述超聲分散的時間為25~45min。
[0040] 優(yōu)選的，上述步驟1)所述納米Fe304磁性粒子和鈦酸四丁脂的質(zhì)量比為(0.15~6): 1〇
[0041] 優(yōu)選的，上述步驟1)所述鈦酸四丁脂的異丙醇溶液中鈦酸四丁脂的質(zhì)量濃度為 0 · 1~5%w/w〇
[0042] 優(yōu)選的，上述步驟2)所述殼聚糖乙酸溶液中殼聚糖的質(zhì)量濃度為0.5~10.5%w/ Wo
[0043] 優(yōu)選的，上述步驟2)中所述殼聚糖與納米復合磁性顆粒的質(zhì)量比為(1.2~19) :1。
[0044] 優(yōu)選的，上述步驟2)中所述滴入的具體操作為：用直徑為0.1~100mm的金屬針頭 勻速將分散后的混合物滴入到CuS〇4溶液中凝固。
[0045] 優(yōu)選的，上述步驟2)所述CuS〇4溶液濃度為5~35%w/w。
[0046] 優(yōu)選的，上述步驟2)所述戊二醛水溶液的濃度為12~18%w/w。
[0047] 優(yōu)選的，上述步驟2)中所述去除濾渣中多余的銅離子的方法為用將濾渣浸泡在08 ~1.2M的鹽酸溶液中去除銅離子。
[0048] 優(yōu)選的，上述步驟2)所述干燥為真空干燥，干燥溫度為50~80°C。
[0049] 上述多孔磁性球狀材料在污水及污染土壤凈化中的應用。
[0050] 優(yōu)選的，上述所述污水及污染土壤凈化包括有機污染物和/或重金屬污染物的去 除。
[0051] 下面結合具體實施例對本發(fā)明作進一步的說明，但并不局限于此。
[0052] 實施例1
[0053] 一種具有污水凈化功能的多孔磁性球狀材料的制備方法，包括如下步驟：
[0054] 1)納米磁性粒子的制備:？6(：12、？6(：13、氨水、聚乙烯醇、水按1:1.2 :0.3:0.1:10的 重量比加入到水熱反應釜中，充分溶解后將水熱反應釜密封鎖緊放入180°C烘箱中靜止水 熱反應5小時，冷卻后取出并經(jīng)磁分離洗滌得到納米Fe3〇4磁性粒子;所得Fe3〇 4的尺寸為50 ~500nm，飽和磁化強度為55~75emu/g。
[0055] 2)納米復合磁性顆粒制備：即Ti〇2包覆磁性Fe3〇4磁性粒子的制備方法為，將0.3g 納米Fe3〇4磁性粒子分散于質(zhì)量濃度為0.1 %w/w的鈦酸四丁脂異丙醇溶液中，靜止反應8小 時后經(jīng)磁分離得到納米級Ti02層包覆著納米Fe3〇4的復合磁性顆粒;其中Fe3〇4磁性粒子和鈦 酸四丁脂的質(zhì)量比為3:1。
[0056] 3)多孔磁性微球的制備:將上步制備的Ti02包覆Fe3〇4復合納米磁性粒子均勻分散 于濃度為〇.5wt%殼聚糖乙酸溶液中，超聲分散30分鐘后，通過直徑為5mm的金屬針頭以均 勻的速度滴入到質(zhì)量濃度為5%w/w的CuS〇4溶液中凝固，過濾、真空干燥。其中，殼聚糖與復 合納米磁性粒子的質(zhì)量比為2:1。
[0057] 4)將上述真空干燥后的產(chǎn)物進一步分散到質(zhì)量濃度為15%w/w的戊二醛水溶液 中，在80°C處理5小時后，過濾分離。
[0058] 5)將上述分離后的產(chǎn)物浸泡在1M的鹽酸溶液中去除銅離子，洗滌過濾，再分散于 水溶液中，用1M的NaOH溶液調(diào)整pH值至中性，洗滌過濾、真空干燥(50~80°C條件下干燥)后 得到多孔磁性微球材料。
[0059] 本實施例制備的多孔磁性球狀材料中納米復合磁性顆粒的含量為質(zhì)量百分比1 % ~55 %;其中納米級Ti02層的厚度為5~50nm;所制備的多孔磁性球狀材料的孔率為30 %~ 75%，直徑為 0.1 ~100mm。
[0060] 實施例2
[0061 ] -種具有污水凈化功能的多孔磁性球狀材料的制備方法，包括如下步驟：
[0062] 1)納米磁性粒子的制備:？6(：12、？6(：13、氨水、聚乙烯醇、水按1:1.2 :0.3:0.1:10的 重量比加入到水熱反應釜中，充分溶解后將水熱反應釜密封鎖緊放入180°C烘箱中靜止水 熱反應5小時，冷卻后取出并經(jīng)磁分離洗滌得到納米Fe3〇4磁性粒子;所得Fe3〇 4的尺寸為50 ~500nm，飽和磁化強度為55~75emu/g。
[0063] 2)納米復合磁性顆粒制備：即Ti〇2包覆磁性Fe3〇4磁性粒子的制備方法為，將納米 Fe3〇4磁性粒子分散于質(zhì)量濃度為5%w/w的鈦酸四丁脂異丙醇溶液中，靜止反應8小時后經(jīng) 磁分離得到納米級Ti〇2層包覆著納米Fe3〇4的復合磁性顆粒;其中Fe3〇4磁性粒子和鈦酸四丁 脂的質(zhì)量比為0.15:1。
[0064] 3)多孔磁性微球的制備:將上步制備的Ti02包覆Fe3〇4復合納米磁性粒子均勻分散 于濃度為1 〇. 5wt %殼聚糖乙酸溶液中，超聲分散25分鐘后，通過直徑為5mm的金屬針頭以均 勻的速度滴入到質(zhì)量濃度為35 %w/w的CuS〇4溶液中凝固，過濾、真空干燥。其中，殼聚糖與 復合納米磁性粒子的質(zhì)量比為19:1。
[0065] 4)將上述真空干燥后的產(chǎn)物進一步分散到質(zhì)量濃度為12%w/w的戊二醛水溶液 中，在70°C處理6小時后，過濾分離。
[0066] 5)將上述分離后的產(chǎn)物浸泡在1M的鹽酸溶液中去除銅離子，洗滌過濾，再分散于 水溶液中，用1M的NaOH溶液調(diào)整pH值至中性，洗滌過濾、真空干燥(50~80°C條件下干燥)后 得到多孔磁性微球材料。
[0067] 本實施例制備的多孔磁性球狀材料中納米復合磁性顆粒的含量為質(zhì)量百分比1 % ~55 %;其中納米級Ti02層的厚度為5~50nm;所制備的多孔磁性球狀材料的孔率為30 %~ 75%，直徑為 0.1 ~100mm。
[0068] 實施例3
[0069] -種具有污水凈化功能的多孔磁性球狀材料的制備方法，包括如下步驟：
[0070] 1)納米磁性粒子的制備:FeCl2、FeCl3、氨水、聚乙烯醇、水按1:1.2:0.3:0.1:10的 重量比加入到水熱反應釜中，充分溶解后將水熱反應釜密封鎖緊放入180°C烘箱中靜止水 熱反應10小時，冷卻后取出并經(jīng)磁分離洗滌得到納米Fe 3〇4磁性粒子;所得Fe3〇4的尺寸為50 ~500nm，飽和磁化強度為55~75emu/g。
[0071] 2)納米復合磁性顆粒制備：即Ti02包覆磁性Fe3〇4磁性粒子的制備方法為，將納米 Fe3〇4磁性粒子分散于質(zhì)量濃度為2.5%w/w的鈦酸四丁脂異丙醇溶液中，靜止反應8小時后 經(jīng)磁分離得到納米級Ti〇2層包覆著納米Fe3〇4的復合磁性顆粒;其中Fe3〇4磁性粒子和鈦酸四 丁脂的質(zhì)量比為〇. 3:1。
[0072] 3)多孔磁性微球的制備:將上步制備的Ti02包覆Fe3〇4復合納米磁性粒子均勻分散 于濃度為5wt %殼聚糖乙酸溶液中，超聲分散35分鐘后，通過直徑為5mm的金屬針頭以均勾 的速度滴入到質(zhì)量濃度為25%w/w的CuS〇4溶液中凝固，過濾、真空干燥。其中，殼聚糖與復 合納米磁性粒子的質(zhì)量比為16:1。
[0073] 4)將上述真空干燥后的產(chǎn)物進一步分散到質(zhì)量濃度為18%w/w的戊二醛水溶液 中，在90°C處理3小時后，過濾分離。
[0074] 5)將上述分離后的產(chǎn)物浸泡在1M的鹽酸溶液中去除銅離子，洗滌過濾，再分散于 水溶液中，用1M的NaOH溶液調(diào)整pH值至中性，洗滌過濾、真空干燥(50~80°C條件下干燥)后 得到多孔磁性微球材料。
[0075] 本實施例制備的多孔磁性球狀材料中納米復合磁性顆粒的含量為質(zhì)量百分比1 % ~55 %;其中納米級Ti02層的厚度為5~50nm;所制備的多孔磁性球狀材料的孔率為30 %~ 75%，直徑為 0.1 ~100mm。
[0076] 實施例4
[0077] -種具有污水凈化功能的多孔磁性球狀材料的制備方法，包括如下步驟：
[0078] 1)納米磁性粒子的制備:FeCl2、FeCl3、氨水、聚乙烯醇、水按0.8:1.6:0.35:0.15:8 的重量比加入到水熱反應釜中，充分溶解后將水熱反應釜密封鎖緊放入190°C烘箱中靜止 水熱反應2小時，冷卻后取出并經(jīng)磁分離洗滌得到納米Fe 304磁性粒子;所得Fe304的尺寸為 50~500nm，飽和磁化強度為55~75emu/g。
[0079] 2)納米復合磁性顆粒制備：即Ti02包覆磁性Fe3〇4磁性粒子的制備方法為，將納米 Fe3〇4磁性粒子分散于質(zhì)量濃度為0.1 %w/w的鈦酸四丁脂異丙醇溶液中，靜止反應72小時后 經(jīng)磁分離得到納米級Ti〇2層包覆著納米Fe3〇4的復合磁性顆粒;其中Fe3〇4磁性粒子和鈦酸四 丁脂的質(zhì)量比為6:1。
[0080] 3)多孔磁性微球的制備:將上步制備的T i 02包覆Fe3〇4復合納米磁性粒子均勻分散 于濃度為〇.5wt%殼聚糖乙酸溶液中，超聲分散30分鐘后，通過直徑為5mm的金屬針頭以均 勻的速度滴入到質(zhì)量濃度為5%w/w的CuS〇4溶液中凝固，過濾、真空干燥。其中，殼聚糖與復 合納米磁性粒子的質(zhì)量比為1.2:1。
[0081 ] 4)將上述真空干燥后的產(chǎn)物進一步分散到質(zhì)量濃度為12%w/w的戊二醛水溶液 中，在70°C處理6小時后，過濾分離。
[0082] 5)將上述分離后的產(chǎn)物浸泡在1.2M的鹽酸溶液中去除銅離子，洗滌過濾，再分散 于水溶液中，用〇 . 8M的NaOH溶液調(diào)整pH值至中性，洗滌過濾、真空干燥(50~80 °C條件下干 燥)后得到多孔磁性微球材料。
[0083]本實施例制備的多孔磁性球狀材料中納米復合磁性顆粒的含量為質(zhì)量百分比1 % ~55 %;其中納米級Ti02層的厚度為5~50nm;所制備的多孔磁性球狀材料的孔率為30 %~ 75%，直徑為 0.1 ~100mm。
[0084]下面對上述實施例制備的多孔磁性球狀材料作進一步的性能檢測。
[0085] -、掃描電鏡檢測
[0086]對實施例1制備的多孔磁性球狀材料進行掃描電鏡檢測，檢測結果如圖1所示，從 中可以看出所制備的多孔磁性球具有疏松的開孔結構，能夠為污染物處理提供充足豐富的 活性表面，而且疏松的開孔結構能夠減物質(zhì)傳輸?shù)淖枇?，提高污水和污染土壤凈化處理?度。
[0087] 二、孔率檢測
[0088]方法:于比重瓶中加滿正庚烷并稱重(Wi )，倒出正庚烷，加入一定量實施例1~4制 備的多孔磁性球狀材料(W)，將樹脂在正庚烷中浸泡2h后，用正庚烷加滿比重瓶并稱重 (W2)，則干燥過的樹脂的骨架體積
[0089] (dt為測定溫度下正庚烷的密度，P = 0.683g/cm3)，骨架密度Α = |?-
[0090] 另外稱取一定量(Gd的水溶脹后的多孔磁性球(盡量吸干表面水分)于烘箱中烘 至恒重(G2)，則樹脂中水分所占的重量分數(shù)y =
[0091] 多孔磁性球孔率用下式計算：
[0092 ] (pH2〇 = lg/cm3)
[0093]檢測結果顯示本發(fā)明制備的多孔磁性球狀材料的孔率為30%~75%。
[0094]三、對重金屬吸附效果的檢測
[0095]方法:準確稱取O.lg實施例1~3制備的多孔磁性球狀材料球置于25mL具塞試管 中，加入0· lmol/1 CuS〇4溶液 10mL(或CoS〇4、NiS〇4)，密封，30°C水浴 100r/min振蕩 10h(證明 已達飽和），取上清液適量稀釋后用紫外分光光度法測定Cu2+的濃度(或Co2+、Ni 2+)，根據(jù)式： · V/W計算其吸附量(QCu2+，其單位為mmol/g)。
[0096] 式中：W--多孔磁性球的質(zhì)量(g) ;V--CuS〇4溶液的體積(mL) ;C〇--CuS〇4原液 的濃度(mol/L) --吸附后CuS〇4溶液的濃度，（mol/L) 〇
[0097] 表1本發(fā)明多孔磁性球狀材料對重金屬和有機污染物吸附效果的檢測
[0098]
[0099] 結果：檢測結果如表1所示，從中可以看出本發(fā)明多孔磁性微球在初始濃度為 0.1m〇l/L時對銅、鈷、鎳離子的飽和吸附量都在2mmol/g以上，尤其是對銅離子的飽和吸附 量可達3.32mmo Ι/g，說明本發(fā)明材料對重金屬具有很好的吸附作用。
[0100]四、去除有機污染物效果的檢測
[0101] 方法:分別選取含2，4-二氯酚或?qū)喖谆{濃度為10mg/L的廢水，用NaOH水溶液 (或HN03水溶液)調(diào)節(jié)廢水的pH值為6~7,將實施例1、2及3所制得的多孔磁性微球分別添加 到上述待處理廢水樣品中，在28°C的溫度條件下，放于搖床中振蕩反應6h(搖床轉(zhuǎn)速為 80rpm)，反應完成后以磁鐵分離反應液中的多孔磁性微球吸附劑，完成對廢水中2,4_二氯 酚或?qū)喖谆{的處理。應用UV-Vis光譜對處理后的廢水溶液進行測定，計算多孔磁性微 球?qū)?，4-二氯酚和亞甲基藍的去除率。
[0102] 測定結果見表1所示，從中可以看出，本發(fā)明實施例所得的多孔磁性微球?qū)?,4_二 氯酚、亞甲基藍兩種有機物的去除率均在97 %以上;而且，本發(fā)明技術所制備的多孔磁性微 球在重復使用10次后對有機物(亞甲基藍)的去除率仍然高達90%左右，說明本發(fā)明材料對 有機物污染物具有很好的吸附作用，具有良好的應用前景。
[0103] 上述實施例為本發(fā)明較佳的實施方式，但本發(fā)明的實施方式并不受上述實施例的 限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化， 均應為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權項】
1. 一種多孔磁性球狀材料，其特征在于：該多孔磁性球狀材料為包覆有納米復合磁性 顆粒的球狀交聯(lián)殼聚糖多孔材料，所述納米復合磁性顆粒為納米級Ti〇 2層包覆著納米 Fe3〇4〇2. 根據(jù)權利要求1所述的一種多孔磁性球狀材料，其特征在于:該多孔磁性球狀材料的 孔率為30%~75%。3. 根據(jù)權利要求1所述的一種多孔磁性球狀材料，其特征在于:該多孔磁性球狀材料中 納米復合磁性顆粒的含量為質(zhì)量百分比1%~55%。4. 根據(jù)權利要求1所述的一種多孔磁性球狀材料，其特征在于:所述納米級Ti02層的厚 度為5~50nm。5. 權利要求1~4任一所述多孔磁性球狀材料的制備方法，其特征在于:包括以下步驟： 1) 納米復合磁性顆粒的制備：將納米Fe3〇4磁性粒子分散于鈦酸四丁脂的異丙醇溶液 中，靜止反應2~72h后經(jīng)磁分離得到納米級Ti0 2層包覆著納米Fe3〇4的納米復合磁性顆粒； 2) 多孔磁性球狀材料的制備:將上步所得的納米復合磁性顆粒均勻分散在殼聚糖乙酸 溶液中，超聲分散，將分散后的混合物滴入到CuS〇4溶液中凝固，過濾取濾渣； 將濾渣干燥后，再分散到戊二醛水溶液中，于70~90°C處理3~6h，過濾取濾渣，將濾渣中 的銅離子用酸性溶液去除，洗滌干凈，再分散于水中，調(diào)節(jié)pH值為中性，過濾取濾渣，干燥后 即得多孔磁性球狀材料。6. 根據(jù)權利要求5所述的方法，其特征在于:步驟1)所述納米Fe3〇4磁性粒子和鈦酸四丁 脂的質(zhì)量比為(0.15~6):1。7. 根據(jù)權利要求5所述的方法，其特征在于:步驟1)所述鈦酸四丁脂的異丙醇溶液中鈦 酸四丁脂的質(zhì)量濃度為〇. 1~5%w/w。8. 根據(jù)權利要求5所述的方法，其特征在于:步驟2)中所述殼聚糖與納米復合磁性顆粒 的質(zhì)量比為（1.2~19):1。9. 權利要求1~4任一所述多孔磁性球狀材料在污水及污染土壤凈化中的應用。10. 根據(jù)權利要求9所述的應用，其特征在于，所述污水及污染土壤凈化包括有機污染 物和/或重金屬污染物的去除。
【文檔編號】B01J20/30GK105854821SQ201610243110
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年4月19日
【發(fā)明人】石光, 張崧, 王玉海
【申請人】華南師范大學