具巯基磁性水凝胶及其制备方法和应用

摘要

吸附重金属离子的具巯基磁性水凝胶的制备方法，聚合物水凝胶由丙烯酸羟乙酯、L-半胱氨酸两种单体和蒸馏水混合经辐照聚合得到，并以该聚合物水凝胶为模板原位负载磁性纳米铁；用于共沉淀反应的铁盐溶液中Fe²⁺：Fe³⁺（mol/mol）为0.5~0.7，所用二价铁盐为FeSO₄.7H₂O、FeCl₂、FeCl₂.4H₂O中的任一种，所用三价铁盐为FeCl₃.6H₂O、FeCl₃中的任一种；反应温度控制在25~30℃；用3~30%（wt%）的氨水或0.02~0.2mol/lNaOH控制反应pH在7~9之间。本发明原位负载磁性纳米铁，方法简单，将所制得的具巯基磁性水凝胶应用于重金属离子的吸附，能有效去除重金属离子。

主权项

一种吸附重金属离子的具巯基磁性水凝胶的制备方法，其特征在于聚合物水凝胶由丙烯酸羟乙酯、L‑半胱氨酸两种单体和蒸馏水混合经辐照聚合得到，并以该聚合物水凝胶为模板原位负载磁性纳米铁；所述丙烯酸羟乙酯单体、L‑半胱氨酸单体和蒸馏水混合后，用超声处理10~30min，溶液从超声混匀后开始至辐照结束，以保护气体隔离氧气，所述保护气体为惰性气体；丙烯酸羟乙酯和L‑半胱氨酸的混合物与蒸馏水的体积比为1：1~5，L‑半胱氨酸单体与丙烯酸羟乙酯单体的摩尔比为1~9：9~1；负载磁性纳米铁的方法是共沉淀法，用于共沉淀反应的铁盐溶液中Fe²⁺：Fe³⁺mol/mol为0.5~0.7，所用二价铁盐为FeSO₄.7H₂O、FeCl₂、FeCl₂.4H₂O中的任一种，所用三价铁盐为 FeCl₃.6H₂O、FeCl₃中的任一种；反应温度控制在25~30℃；用3~30 wt %的氨水或0.02~0.2mol/lNaOH控制反应pH在7~9之间；对聚合物水凝胶采用原位法负载磁性纳米铁，负载于聚合物水凝胶上的磁性纳米铁成分为Fe₃O₄；以聚合物水凝胶为基质负载纳米Fe₃O₄的反应是在惰性气氛下进行的，初始所用蒸馏水中所含氧气通过鼓泡通惰性气体30~50min去除。2.根据权利要求1所述的具巯基磁性水凝胶的制备方法，其特征是辐照采用的高能射线为⁶⁰Co‑γ射线、¹³⁷Cs‑γ射线或电子束，辐照剂量为1×10⁴~1×10⁸Gy，在聚合温度为‑63℃~‑95℃的温度条件下进行辐照。3.根据权利要求1‑2中任一项所述的制备方法得到的具巯基磁性水凝胶在水处理中应用，用于除去Cr³⁺、Cd²⁺、Cu²⁺、Pb²⁺、Ni²⁺、Zn²⁺金属离子。4.根据权利要求3所述的具巯基磁性水凝胶在水处理中应用，其特征在于具巯基磁性水凝胶对重金属离子溶液进行吸附，在 25±5℃下进行恒温吸附24至96小时。