首页 > 专利 > 浙江海洋大学 > 一种吸附砷的聚多巴胺/氨基化碳纳米管/海藻酸钠微球专利详情

一种吸附砷的聚多巴胺/氨基化碳纳米管/海藻酸钠微球   0    0

有效专利 查看PDF
专利申请流程有哪些步骤?
专利申请流程图
申请
申请号:指国家知识产权局受理一件专利申请时给予该专利申请的一个标示号码。唯一性原则。
申请日:提出专利申请之日。
2017-11-23
申请公布
申请公布指发明专利申请经初步审查合格后,自申请日(或优先权日)起18个月期满时的公布或根据申请人的请求提前进行的公布。
申请公布号:专利申请过程中,在尚未取得专利授权之前,国家专利局《专利公报》公开专利时的编号。
申请公布日:申请公开的日期,即在专利公报上予以公开的日期。
2018-06-01
授权
授权指对发明专利申请经实质审查没有发现驳回理由,授予发明专利权;或对实用新型或外观设计专利申请经初步审查没有发现驳回理由,授予实用新型专利权或外观设计专利权。
2020-04-14
预估到期
发明专利权的期限为二十年,实用新型专利权期限为十年,外观设计专利权期限为十五年,均自申请日起计算。专利届满后法律终止保护。
2037-11-23
基本信息
有效性 有效专利 专利类型 发明专利
申请号 CN201711184174.8 申请日 2017-11-23
公开/公告号 CN107999033B 公开/公告日 2020-04-14
授权日 2020-04-14 预估到期日 2037-11-23
申请年 2017年 公开/公告年 2020年
缴费截止日
分类号 B01J20/26B01J20/28B01J20/30C02F1/28C02F101/10 主分类号 B01J20/26
是否联合申请 独立申请 文献类型号 B
独权数量 1 从权数量 2
权利要求数量 3 非专利引证数量 1
引用专利数量 6 被引证专利数量 0
非专利引证 1、Chen Hou et al..Preparation of core–shell magnetic polydopamine/alginatebiocomposite for Candida rugosa lipaseimmobilization《.Colloids and SurfacesB: Biointerfaces》.2015,第128卷;
引用专利 CN105964216A、CN101574641A、CN104174372A、CN104072762A、CN104174372A、CN105381780A 被引证专利
专利权维持 4 专利申请国编码 CN
专利事件 事务标签 公开、实质审查、授权
申请人信息
申请人 第一申请人
专利权人 浙江海洋大学 当前专利权人 浙江海洋大学
发明人 郁迪、王南、欧阳小琨、宋永存、杨立业、蓝浩、陆琼烨 第一发明人 郁迪
地址 浙江省舟山市定海区临城街道长峙岛海大南路1号 邮编 316000
申请人数量 1 发明人数量 7
申请人所在省 浙江省 申请人所在市 浙江省舟山市
代理人信息
代理机构
专利代理机构是经省专利管理局审核,国家知识产权局批准设立,可以接受委托人的委托,在委托权限范围内以委托人的名义办理专利申请或其他专利事务的服务机构。
杭州浙科专利事务所 代理人
专利代理师是代理他人进行专利申请和办理其他专利事务,取得一定资格的人。
吴秉中
摘要
本发明公开了一种吸附砷的聚多巴胺/氨基化碳纳米管/海藻酸钠微球,微球中Fe3O4/PDA、氨基化碳纳米管、海藻酸钠的重量比为1:0.8‑1.2:0.8‑1.2。上述微球的制备方法包括Fe3O4制备、Fe3O4/PDA制备、氨基化碳纳米管制备、Fe3O4/PDA/氨基化碳纳米管制备、Fe3O4/PDA/氨基化碳纳米管/海藻酸钠微球的制备。有益效果为:本发明聚多巴胺/氨基化碳纳米管/海藻酸微球的粒径均一、分散性良好、球形度规整,其具有较多的可吸附砷的功能基团,功能基团具有良好的稳定性,微球具有较高的吸附容量和更快的吸附速率、吸附砷的能力强、可重复利用性强、有望大幅降低吸附剂的使用成本。
  • 摘要附图
    一种吸附砷的聚多巴胺/氨基化碳纳米管/海藻酸钠微球
法律状态
序号 法律状态公告日 法律状态 法律状态信息
1 2020-04-14 授权
2 2018-06-01 实质审查的生效 IPC(主分类): B01J 20/26 专利申请号: 201711184174.8 申请日: 2017.11.23
3 2018-05-08 公开
权利要求
权利要求书是申请文件最核心的部分,是申请人向国家申请保护他的发明创造及划定保护范围的文件。
1.一种吸附砷的聚多巴胺/氨基化碳纳米管/海藻酸钠微球,其特征在于:所述微球中Fe3O4/PDA、氨基化碳纳米管、海藻酸钠的重量比为1:0.8-1.2:0.8-1.2;所述微球的制备方法包括Fe3O4制备、Fe3O4/PDA制备、氨基化碳纳米管制备、Fe3O4/PDA/氨基化碳纳米管制备、Fe3O4/PDA/氨基化碳纳米管/海藻酸钠微球的制备;具体包括如下步骤:
所述Fe3O4/PDA制备步骤为:按料液比为1:480-520(g/mL)将Fe3O4超声分散在pH为8-9的Tris溶液中,然后加入盐酸多巴胺,Fe3O4和盐酸多巴胺的重量比为1:0.9-1.2,室温条件下超声搅拌5-7h,生成的产物在外加磁场的作用下分离,用去离子水洗涤三次后,进行冷冻干燥,得到Fe3O4/PDA;
所述氨基化碳纳米管制备步骤为:按料液比为1:740-760(g/mL)将碳纳米管超声分散于去离子水中,再按碳纳米管和聚乙烯亚胺的重量比为1:0.8-1.2加入聚乙烯亚胺,室温下机械搅拌22-25h,反应结束后离心,将所得产物用去离子水洗涤三次,干燥后得氨基化碳纳米管,备用;所述Fe3O4/PDA/氨基化碳纳米管制备步骤为:按料液比为1:120-130(g/mL)将Fe3O4/PDA和氨基化碳纳米管分散到去离子水中,超声20-40min后将二者混合搅拌5-7h后,磁分离,去离子水洗涤三次后,冷冻干燥,即得Fe3O4/PDA/氨基化碳纳米管;
所述Fe3O4/PDA/氨基化碳纳米管/海藻酸钠微球的制备步骤为:按料液比为1:40-60(g/mL)将海藻酸钠和Fe3O4/PDA/氨基化碳纳米管溶于去离子水中,充分混合后,用横流泵将混合物滴入到1.8-2.2wt%氯化钙溶液中,固化110-130min后过滤,洗涤,烘干得Fe3O4/PDA/氨基化碳纳米管/海藻酸钠微球,即为聚多巴胺/氨基化碳纳米管/海藻酸钠微球。

2.根据权利要求1所述的一种吸附砷的聚多巴胺/氨基化碳纳米管/海藻酸钠微球,其特征在于:所述复合微球的直径在为0.1-0.5mm。

3.根据权利要求1所述的一种吸附砷的聚多巴胺/氨基化碳纳米管/海藻酸钠微球的制备方法,其特征在于:所述Fe3O4制备步骤为:将去离子水在70-80℃下通入氮气20-40min,然后向去离子水中按料液比为4-5:100(g/mL)加入重量比为2.2-3:1的FeCl3·6H2O和FeCl2·
4H2O,充分搅拌10-20min后,用氨水调节pH至9-10,然后充分反应20-40min后冷却至室温,生成的产物在外加磁场的作用下分离,用去离子水和乙醇交替洗涤三次后,进行冷冻干燥,即得Fe3O4,备用。
说明书

技术领域

[0001] 本发明涉及吸附分离技术领域,尤其是涉及一种吸附砷的聚多巴胺/氨基化碳纳米管/海藻酸钠微球。

背景技术

[0002] 砷是一种灰色有光泽的化学元素,具有非金属与金属性质,其在地壳中含量大概为3mg/kg,在自然界的丰度排在第二十位,广泛存在于自然界中。随着采矿、冶金、各种杀虫剂、砷酸盐药物等人类活动以及地球化学演化,砷金属大量进入环境,由于其毒性与某些性质类似于重金属元素,常常在不同体系下与其他有害元素共存,故在环境中有着极强的危害作用。一般而言,砷中毒都是人们通过与含砷的食物、空气、特别是用水而导致的中毒,大部分的中毒均为慢性中毒,由于慢性中毒短时间内难以显现症状,所以水环境中的砷污染处理尤为重要。由于砷在水中的巨大危害,砷污染一旦在环境中形成就很难消除,特别是对水体的污染,最终可以通过地下水、地表水或者生物富集进入人体从而危害健康。面对日益严峻的全球水体砷污染问题,需要开发经济高效的除砷技术,以尽快解决砷污染对人类的威胁。
[0003] 现有技术如授权公告号为CN 105381780 B的中国发明专利,公开了一种吸附-超导磁分离除砷锑的磁性吸附剂及其制备方法,将具有强吸附能力的弱磁性材料铁基凝胶通过原位反应的方法负载在吸附能力较弱但具有强磁性的铁酸盐材料上,从而获得同时具备很强吸附能力与优异的磁分离特性的材料。材料吸附砷锑之后,再利用连续式超导磁分离系统完成固液分离。该吸附剂可用于去除饮用水、地下水、工业废水以及湖泊、水库、河流等水体中的砷锑污染物,也可用于水中铜、铬、镉、铅、铊等重金属和磷酸盐等污染物去除以及突发性污染事件的水体污染治理。但是该吸附剂吸附容量和吸附速率较慢,可重复利用性强较差,造成吸附剂的使用成本较高。

发明内容

[0004] 本发明的目的在于提供一种吸附砷的聚多巴胺/氨基化碳纳米管/海藻酸钠微球,该微球的粒径均一、分散性良好、球形度规整,其具有较多的可吸附砷的功能基团,功能基团具有良好的稳定性,微球具有较高的吸附容量和更快的吸附速率、吸附砷的能力强、可重复利用性强、有望大幅降低吸附剂的使用成本的。
[0005] 本发明针对上述技术中提到的问题,采取的技术方案为:
[0006] 一种吸附砷的聚多巴胺/氨基化碳纳米管/海藻酸钠微球,微球中Fe3O4/PDA、氨基化碳纳米管、海藻酸钠的重量比为1:0.8-1.2:0.8-1.2,上述复合微球的直径在为0.1-0.5mm。该复合微球具有较多的可吸附砷的功能基团,同时该功能基团具有良好的稳定性,是理想的吸附材料,复合微球具有较高的吸附容量和更快的吸附速率,吸附砷的能力强,伴随电子转移的化学整合在吸附过程中占据主导地位,用于吸附砷后能够通过沉淀过滤能够很好的从水中分离、回收,可重复利用性强,在经历8次吸附-脱附循环后依然表现出较强的吸附能力。
[0007] 一种吸附砷的聚多巴胺/氨基化碳纳米管/海藻酸钠微球的制备方法,包括Fe3O4制备、Fe3O4/PDA制备、氨基化碳纳米管制备、Fe3O4/PDA/氨基化碳纳米管制备、Fe3O4/PDA/氨基化碳纳米管/海藻酸钠微球的制备,具体包括以下步骤:
[0008] Fe3O4制备:将去离子水在70-80℃下通入氮气20-40min,以除去溶液中的氧气,然后向去离子水中按料液比为4-5:100(g/mL)加入重量比为2.2-3:1的FeCl3·6H2O和FeCl2·4H2O,充分搅拌10-20min后,用氨水调节pH至9-10,然后充分反应20-40min后冷却至室温,生成的产物在外加磁场的作用下分离,用去离子水和乙醇交替洗涤三次后,进行冷冻干燥,即得Fe3O4,备用,该步骤采用共沉淀法合成的磁性Fe3O4纳米粒子,亚铁离子易被氧化成三价铁离子,反应中亚铁离子用量应适当大于理论用量,以保证铁离子能完全反应,得到足量四氧化三铁产物,Fe3O4纳米粒子是一种环境友好材料,具有较大的表面积,可以吸附处理砷,与其他材料进行复合,可实现对材料的磁性化,便于磁分离;
[0009] Fe3O4/PDA制备:按料液比为1:480-520(g/mL)将Fe3O4超声分散在pH为8-9的Tris溶液中,然后加入盐酸多巴胺,Fe3O4和盐酸多巴胺的重量比为1:0.9-1.2,室温条件下超声搅拌5-7h,生成的产物在外加磁场的作用下分离,用去离子水洗涤三次后,进行冷冻干燥,得到Fe3O4/PDA,该步骤形以磁性Fe3O4纳米粒子为核、以聚多巴胺为壳的核壳结构的Fe3O4/PDA复合纳米粒子,PDA表面有大量的酚羟基,当环境的pH在3以上时,PDA表面将携带负电荷,形成相互排斥的静电作用,有利于Fe3O4/PDA在水相中的分散稳定性,同时具有磁响应性;
[0010] 氨基化碳纳米管制备:按料液比为1:740-760(g/mL)将碳纳米管超声分散于去离子水中,再按碳纳米管和聚乙烯亚胺的重量比为1:0.8-1.2加入聚乙烯亚胺,室温下机械搅拌22-25h,反应结束后离心,将所得产物用去离子水洗涤三次,干燥后得氨基化碳纳米管,备用,碳纳米管表面接枝氨基可改变碳纳米管表面范德华力较强、难以分散进而不能充分利用碳纳米管巨大比表面积的特性,提高碳纳米管在去离子水中的分散性,且管体结构未受到损害,氨基键出现在管体端头,氨基具有较高的反应活性,而且氨基可与PDA发生反应,在反应初期促进PDA交联网络的形成,提高PDA的力学性能和吸附砷的性能,且对吸附pH值的适应范围更宽;
[0011] Fe3O4/PDA/氨基化碳纳米管制备:按料液比为1:120-130(g/mL)将Fe3O4/PDA和氨基化碳纳米管分散到去离子水中,超声20-40min后将二者混合搅拌5-7h后,磁分离,去离子水洗涤三次后,冷冻干燥,即得Fe3O4/PDA/氨基化碳纳米管,多巴胺兼具还原性和交联剂的作用,可和氨基化碳纳米管交联结合形成Fe3O4/PDA/氨基化碳纳米管,其上具有较多的可吸附砷的功能基团,同时该功能基团具有良好的稳定性,是理想的吸附材料吸附效果好,用于吸附砷后能够通过沉淀过滤能够很好的从水中分离、回收,循环利用度较高,在经历8次吸附-脱附循环后依然表现出较强的吸附能力;
[0012] Fe3O4/PDA/氨基化碳纳米管/海藻酸钠微球的制备:按料液比为1:40-60(g/mL)将海藻酸钠和Fe3O4/PDA/氨基化碳纳米管溶于去离子水中,充分混合后,用横流泵将混合物滴入到1.8-2.2wt%氯化钙溶液中,固化110-130min后过滤,洗涤,烘干得Fe3O4/PDA/氨基化碳纳米管/海藻酸钠微球,即为聚多巴胺/氨基化碳纳米管/海藻酸钠微球,该步骤通过对海藻酸钠的动力学过程加以控制,包裹制备成粒径均一、分散性良好、球形度规整的微球,可以实现工业化生产,该微球有较高的吸附容量和更快的吸附速率,吸附砷的能力较强,三价砷去除率高达92.38%,具有良好的再生循环使用性能,有望大幅降低吸附剂的使用成本。
[0013] 与现有技术相比,本发明的优点在于:1)本发明复合微球具有较多的可吸附砷的功能基团,同时该功能基团具有良好的稳定性,是理想的吸附材料;2)该复合微球具有较高的吸附容量和更快的吸附速率,吸附砷的能力强,三价砷去除率高达92.38%,伴随电子转移的化学整合在吸附过程中占据主导地位;3)该复合微球用于吸附砷后能够通过沉淀过滤能够很好的从水中分离、回收,可重复利用性强,在经历8次吸附-脱附循环后依然表现出较强的吸附能力;4)该制备方法将多巴胺将和氨基化碳纳米管交联起来,再通过海藻酸钠包裹制备成微球,微球的粒径均一、分散性良好、球形度规整,可以实现工业化生产。

实施方案

[0014] 下面通过实施例对本发明方案作进一步说明:
[0015] 实施例1:
[0016] 一种吸附砷的聚多巴胺/氨基化碳纳米管/海藻酸钠微球,微球中Fe3O4/PDA、氨基化碳纳米管、海藻酸钠的重量比为1:0.8-1.2:0.8-1.2,上述复合微球的直径在为0.1-0.5mm。
[0017] 一种吸附砷的聚多巴胺/氨基化碳纳米管/海藻酸钠微球的制备方法,包括Fe3O4制备、Fe3O4/PDA制备、氨基化碳纳米管制备、Fe3O4/PDA/氨基化碳纳米管制备、Fe3O4/PDA/氨基化碳纳米管/海藻酸钠微球的制备,具体包括以下步骤:
[0018] 1)Fe3O4制备:将去离子水在70-80℃下通入氮气20-40min,以除去溶液中的氧气,然后向去离子水中按料液比为4-5:100(g/mL)加入重量比为2.2-3:1的FeCl3·6H2O和FeCl2·4H2O,充分搅拌10-20min后,用氨水调节pH至9-10,然后充分反应20-40min后冷却至室温,生成的产物在外加磁场的作用下分离,用去离子水和乙醇交替洗涤三次后,进行冷冻干燥,即得Fe3O4,备用;
[0019] 2)Fe3O4/PDA制备:按料液比为1:480-520(g/mL)将Fe3O4超声分散在pH为8-9的Tris溶液中,然后加入盐酸多巴胺,Fe3O4和盐酸多巴胺的重量比为1:0.9-1.2,室温条件下超声搅拌5-7h,生成的产物在外加磁场的作用下分离,用去离子水洗涤三次后,进行冷冻干燥,得到Fe3O4/PDA;
[0020] 3)氨基化碳纳米管制备:按料液比为1:740-760(g/mL)将碳纳米管超声分散于去离子水中,再按碳纳米管和聚乙烯亚胺的重量比为1:0.8-1.2加入聚乙烯亚胺,室温下机械搅拌22-25h,反应结束后离心,将所得产物用去离子水洗涤三次,干燥后得氨基化碳纳米管,备用;
[0021] 4)Fe3O4/PDA/氨基化碳纳米管制备:按料液比为1:120-130(g/mL)将Fe3O4/PDA和氨基化碳纳米管分散到去离子水中,超声20-40min后将二者混合搅拌5-7h后,磁分离,去离子水洗涤三次后,冷冻干燥,即得Fe3O4/PDA/氨基化碳纳米管;
[0022] 5)Fe3O4/PDA/氨基化碳纳米管/海藻酸钠微球的制备:按料液比为1:40-60(g/mL)将海藻酸钠和Fe3O4/PDA/氨基化碳纳米管溶于去离子水中,充分混合后,用横流泵将混合物滴入到1.8-2.2wt%氯化钙溶液中,固化110-130min后过滤,洗涤,烘干得Fe3O4/PDA/氨基化碳纳米管/海藻酸钠微球,即为聚多巴胺/氨基化碳纳米管/海藻酸钠微球。
[0023] 实施例2:
[0024] 一种吸附砷的聚多巴胺/氨基化碳纳米管/海藻酸钠微球,微球中Fe3O4/PDA、氨基化碳纳米管、海藻酸钠的重量比为1:1.2:0.8,上述复合微球的直径在为0.1-0.5mm。
[0025] 一种吸附砷的聚多巴胺/氨基化碳纳米管/海藻酸钠微球的制备方法,包括Fe3O4制备、Fe3O4/PDA制备、氨基化碳纳米管制备、Fe3O4/PDA/氨基化碳纳米管制备、Fe3O4/PDA/氨基化碳纳米管/海藻酸钠微球的制备,具体包括以下步骤:
[0026] 1)Fe3O4制备:将去离子水在80℃下通入氮气25min,以除去溶液中的氧气,然后向去离子水中按料液比为5:100(g/mL)加入重量比为2.2:1的FeCl3·6H2O和FeCl2·4H2O,充分搅拌20min后,用氨水调节pH至9,然后充分反应40min后冷却至室温,生成的产物在外加磁场的作用下分离,用去离子水和乙醇交替洗涤三次后,进行冷冻干燥,即得Fe3O4,备用;
[0027] 2)Fe3O4/PDA制备:按料液比为1:520(g/mL)将Fe3O4超声分散在pH为8的Tris溶液中,然后加入盐酸多巴胺,Fe3O4和盐酸多巴胺的重量比为1:1.2,室温条件下超声搅拌5h,生成的产物在外加磁场的作用下分离,用去离子水洗涤三次后,进行冷冻干燥,得到Fe3O4/PDA;
[0028] 3)氨基化碳纳米管制备:按料液比为1:760(g/mL)将碳纳米管超声分散于去离子水中,再按碳纳米管和聚乙烯亚胺的重量比为1:0.8加入聚乙烯亚胺,室温下机械搅拌22-25h,反应结束后离心,将所得产物用去离子水洗涤三次,干燥后得氨基化碳纳米管,备用;
[0029] 4)Fe3O4/PDA/氨基化碳纳米管制备:按料液比为1:130(g/mL)将Fe3O4/PDA和氨基化碳纳米管分散到去离子水中,超声20min后将二者混合搅拌5h后,磁分离,去离子水洗涤三次后,冷冻干燥,即得Fe3O4/PDA/氨基化碳纳米管;
[0030] 5)Fe3O4/PDA/氨基化碳纳米管/海藻酸钠微球的制备:按料液比为1:60(g/mL)将海藻酸钠和Fe3O4/PDA/氨基化碳纳米管溶于去离子水中,充分混合后,用横流泵将混合物滴入到1.8wt%氯化钙溶液中,固化130min后过滤,洗涤,烘干得Fe3O4/PDA/氨基化碳纳米管/海藻酸钠微球,即为聚多巴胺/氨基化碳纳米管/海藻酸钠微球。
[0031] 实施例3:
[0032] 一种吸附砷的聚多巴胺/氨基化碳纳米管/海藻酸钠微球,微球中Fe3O4/PDA、氨基化碳纳米管、海藻酸钠的重量比为1:1:1,上述复合微球的直径在为0.1-0.5mm。
[0033] 一种吸附砷的聚多巴胺/氨基化碳纳米管/海藻酸钠微球的制备方法,包括Fe3O4制备、Fe3O4/PDA制备、氨基化碳纳米管制备、Fe3O4/PDA/氨基化碳纳米管制备、Fe3O4/PDA/氨基化碳纳米管/海藻酸钠微球的制备,具体包括以下步骤:
[0034] 1)Fe3O4制备:将去离子水在75℃下通入氮气30min,以除去溶液中的氧气,然后向去离子水中按料液比为4.5:100(g/mL)加入重量比为2.6:1的FeCl3·6H2O和FeCl2·4H2O,充分搅拌15min后,用氨水调节pH至9.5,然后充分反应30min后冷却至室温,生成的产物在外加磁场的作用下分离,用去离子水和乙醇交替洗涤三次后,进行冷冻干燥,即得Fe3O4,备用;
[0035] 2)Fe3O4/PDA制备:按料液比为1:500(g/mL)将Fe3O4超声分散在pH为8.5的Tris溶液中,然后加入盐酸多巴胺,Fe3O4和盐酸多巴胺的重量比为1:1,室温条件下超声搅拌6h,生成的产物在外加磁场的作用下分离,用去离子水洗涤三次后,进行冷冻干燥,得到Fe3O4/PDA;
[0036] 3)氨基化碳纳米管制备:按料液比为1:750(g/mL)将碳纳米管超声分散于去离子水中,再按碳纳米管和聚乙烯亚胺的重量比为1:1加入聚乙烯亚胺,室温下机械搅拌24h,反应结束后离心,将所得产物用去离子水洗涤三次,干燥后得氨基化碳纳米管,备用;
[0037] 4)Fe3O4/PDA/氨基化碳纳米管制备:按料液比为1:125(g/mL)将Fe3O4/PDA和氨基化碳纳米管分散到去离子水中,超声30min后将二者混合搅拌6h后,磁分离,去离子水洗涤三次后,冷冻干燥,即得Fe3O4/PDA/氨基化碳纳米管;
[0038] 5)Fe3O4/PDA/氨基化碳纳米管/海藻酸钠微球的制备:按料液比为1:50(g/mL)将海藻酸钠和Fe3O4/PDA/氨基化碳纳米管溶于去离子水中,充分混合后,用横流泵将混合物滴入到2.0wt%氯化钙溶液中,固化120min后过滤,洗涤,烘干得Fe3O4/PDA/氨基化碳纳米管/海藻酸钠微球,即为聚多巴胺/氨基化碳纳米管/海藻酸钠微球。
[0039] 实施例4:
[0040] 一种吸附砷的聚多巴胺/氨基化碳纳米管/海藻酸钠微球,微球中Fe3O4/PDA、氨基化碳纳米管、海藻酸钠的重量比为1:1:1,上述复合微球的直径在为0.1-0.5mm。
[0041] 一种吸附砷的聚多巴胺/氨基化碳纳米管/海藻酸钠微球的制备方法,包括Fe3O4制备、Fe3O4/PDA制备、氨基化碳纳米管制备、Fe3O4/PDA/氨基化碳纳米管制备、Fe3O4/PDA/氨基化碳纳米管/海藻酸钠微球的制备,具体包括以下步骤:
[0042] 1)Fe3O4制备:将去离子水在75℃下通入氮气30min,以除去溶液中的氧气,然后向去离子水中按料液比为4.5:100(g/mL)加入重量比为2.6:1的FeCl3·6H2O和FeCl2·4H2O,充分搅拌15min后,用氨水调节pH至9-10,然后充分反应30min后冷却至室温,生成的产物在外加磁场的作用下分离,用去离子水和乙醇交替洗涤三次后,进行冷冻干燥,即得Fe3O4,备用;
[0043] 2)Fe3O4/PDA制备:按料液比为1:500(g/mL)将Fe3O4超声分散在pH为8.5的Tris溶液中,然后加入盐酸多巴胺,Fe3O4和盐酸多巴胺的重量比为1:1,室温条件下超声搅拌6h,生成的产物在外加磁场的作用下分离,用去离子水洗涤三次后,进行冷冻干燥,得到Fe3O4/PDA;
[0044] 3)氨基化碳纳米管制备:按料液比为1:750(g/mL)将碳纳米管超声分散于去离子水中,再按碳纳米管和聚乙烯亚胺的重量比为1:1加入聚乙烯亚胺,然后加入缩合剂,室温下机械搅拌24h,反应结束后离心,将所得产物用去离子水洗涤三次,干燥后得氨基化碳纳米管,该缩合剂的添加量为碳纳米管重量的2.2-2.8倍,缩合剂为重量比为1:0.75-0.82:0.02-0.03的1-羟基-7-偶氮苯并三氮唑、1-羟基苯并三唑和4-苯偶氮基苯酚的混合物,缩合剂中各成分能够发挥相互协同作用,使得碳纳米管和聚乙烯亚胺的反应具有反应速度快、产物消旋小、收率高等诸多优点,碳纳米管中的羧基负离子进攻缩合剂生成活泼中间体酰氧基脲正离子,进而与氨基组份反应生成相应的肌衍生物,减少了副反应,有效降低产物的消旋程度,提高了缩合产率,提高了碳纳米管的氨基化程度,最终提高微球中吸附砷的基团数量,且减少了分离的麻烦;
[0045] 4)Fe3O4/PDA/氨基化碳纳米管制备:按料液比为1:125(g/mL)将Fe3O4/PDA和氨基化碳纳米管分散到去离子水中,超声30min后将二者混合搅拌6h后,磁分离,去离子水洗涤三次后,冷冻干燥,即得Fe3O4/PDA/氨基化碳纳米管;
[0046] 5)Fe3O4/PDA/氨基化碳纳米管/海藻酸钠微球的制备:按料液比为1:50(g/mL)将海藻酸钠和Fe3O4/PDA/氨基化碳纳米管溶于去离子水中,充分混合后,用横流泵将混合物滴入到2.0wt%氯化钙溶液中,固化120min后过滤,洗涤,烘干得Fe3O4/PDA/氨基化碳纳米管/海藻酸钠微球,即为聚多巴胺/氨基化碳纳米管/海藻酸钠微球。
[0047] 实施例5:
[0048] 吸附砷性能测试
[0049] 试验组为实施例3产品,对照组为市售吸附砷产品。
[0050] 吸附实验用砷标准吸附溶液的配制:将三氧化二砷粉末在105℃下干燥2小时备用,称取三氧化二砷粉末0.6600g溶于10mL 1mmol/L的氢氧化钠溶液,转入容量瓶中定容至500mL,得1mg/mL的砷标准储备液。然后取20mL 1mg/mL的砷标准储备液转入容量瓶中定容至1000mL,得浓度为20mg/L的砷标准吸附溶液。
[0051] 吸附实验方法:准备两份20mg/L砷吸附标准溶液,按照0.5g/L的剂量分别投入试验组和对照组产品,然后放在磁力搅拌器中以150r/min转速连续搅拌下吸附3小时取出,进行过滤,然后取适量的吸附后砷溶液,按二乙基二硫代氨基甲酸银分光光度法(GB/T 5750.6-2006)测定残留的砷含量。
[0052] 试验组砷的去除率为92.38%,对照组砷的去除率为53.69%,说明实施例3产品吸附砷的效果远远好于对照组。
[0053] 本发明的操作步骤中的常规操作为本领域技术人员所熟知,在此不进行赘述。
[0054] 以上所述的实施例对本发明的技术方案进行了详细说明,应理解的是以上所述仅为本发明的具体实施例,并不用于限制本发明,凡在本发明的原则范围内所做的任何修改、补充或类似方式替代等,均应包含在本发明的保护范围之内。
版权所有:盲专网 ©2023 zlpt.xyz  蜀ICP备2023003576号