一种用于工业废水处理的功能磁性吸附剂的制备方法

摘要

本发明公开了一种用于工业废水处理的功能磁性吸附剂的制备方法，该方法分四步：（1）采用溶剂热方法制备高磁饱和强度的四氧化三铁纳米晶簇；（2）采用溶胶凝胶方法将四氧化三铁纳米晶簇表面修饰为双键功能基；（3）采用蒸馏沉淀聚合方法将四氧化三铁纳米晶簇表面包覆含环氧功能团的聚合物壳层；（4）采用环氧基团的开环反应分别将微球表面修饰为氨基或羧基。该磁性吸附剂的功能基含量高、磁响应性快速、易于磁分离；结构规整、化学和物理性能稳定、水溶液中的分散稳定性高；其表面修饰的氨基、羧基功能团，可以高效吸附多种重金属或有机污染物，可用于工业废水处理领域。本发明方法操作简单、过程可控、具有良好的应用前景。

主权项

一种用于工业废水处理的功能磁性吸附剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：第一步：以三价铁盐、醋酸盐和柠檬酸盐为原料，乙二醇为溶剂，采用溶剂热方法制备高磁饱和强度的四氧化三铁纳米晶簇；第二步：以第一步制得的四氧化三铁纳米晶簇、含有双键的硅烷偶联剂为原料，无水乙醇、去离子水、氨水为溶剂，通过溶胶凝胶方法在高磁饱和强度的四氧化三铁纳米晶簇表面修饰上双键功能基团；第三步：以第二步制得的表面修饰了双键功能基团的四氧化三铁纳米晶簇、含环氧基团的烯类单体、N, N‑亚甲基双丙烯酰胺、偶氮二异丁腈为原料，乙腈为溶剂，通过蒸馏沉淀聚合方法在表面修饰有双键功能基团的四氧化三铁纳米晶簇表面包覆上致密的含丰富环氧基团的聚合物壳层，得到表面环氧功能基修饰的磁性微球；第四步：使用多元胺开环试剂与磁性微球表面的环氧基团发生开环反应得到氨基功能磁性吸附剂或使用巯基羧酸开环试剂与磁性微球表面的环氧基团发生开环反应得到羧基功能磁性吸附剂；所述的三价铁盐为九水合三硝酸铁、六水合三氯化铁或硫酸铁中的一种;所述的醋酸盐为醋酸铵、醋酸钠或醋酸钾中的一种；所述的柠檬酸盐为柠檬酸钠、柠檬酸钾或柠檬酸三铵中的一种；所述的含有双键的硅烷偶联剂为乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三β‑甲氧基乙氧基硅烷、γ‑甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷、甲基乙烯基二甲氧基硅烷或乙烯基三乙酰氧基硅烷中的一种；所述的含环氧基团的烯类单体为烯丙基缩水甘油醚、丁烯基缩水甘油醚、丙烯酸缩水甘油酯或甲基丙烯酸缩水甘油酯中的一种；所述的多元胺开环试剂为乙二胺、三乙烯四胺、二乙烯三胺、四乙烯五胺、1，2‑丙二胺、1，3‑丙二胺或1，6‑己二胺中的一种；所述的巯基羧酸开环试剂为亚胺乙二酸、巯基乙酸钠、巯基乙酸、邻巯基苯甲酸、3‑巯基丙酸、3‑巯基苯甲酸或巯基乙酸铵中的一种。