发明名称 磁性奈米吸附剂及其制备方式与利用磁性奈米吸附剂分离阳离子的方法
摘要 一种磁性奈米吸附剂及其制备方式与利用磁性奈米吸附剂分离阳离子的方法。在本发明中聚电解质系共价键结至磁性奈米粒子,藉以形成具有离子交换功能之磁性奈米吸附剂。本发明之磁性奈米吸附剂之离子交换容量可超过1.5meq/g,远较一般商业化的吸附剂为高。此外,由于本吸附剂具有高的比面积且无孔内扩散阻力,故吸附各种阳离子时可在适当的条件下于数分钟内达到平衡。
申请公布号 TWI224025 申请公布日期 2004.11.21
申请号 TW092108178 申请日期 2003.04.09
申请人 国立成功大学 发明人 陈东煌;廖敏宏
分类号 B01J20/06;B01J20/26 主分类号 B01J20/06
代理机构 代理人 蔡坤财 台北市中山区松江路一四八号十二楼
主权项 1.一种磁性奈米吸附剂,至少包括: 一磁性奈米粒子;以及 一聚电解质共价键结于该磁性奈米粒子上, 其中该聚电解质至少具有一羧酸基,且该聚电解质 系选自于由聚丙烯酸及其衍生物所组成之一族群 。 2.如申请专利范围第1项所述之磁性奈米吸附剂,其 中该磁性奈米粒子为氧化铁。 3.如申请专利范围第1项所述之磁性奈米吸附剂,其 中该聚丙烯酸衍生物为丙烯酸与顺丁烯二酸之共 聚合物。 4.一种磁性奈米吸附剂之制备方法,至少包括: 形成一磁性奈米粒子;以及 共价键结一聚电解质于该磁性奈米粒子上, 其中该聚电解质至少具有一羧酸基,且该聚电解质 系选自于由聚丙烯酸及其衍生物所组成之一族群 。 5.如申请专利范围第4项所述之磁性奈米吸附剂之 制备方法,其中形成该磁性奈米粒子的步骤,至少 包括: 配制一氯化铁与氯化亚铁水溶液; 热处理该氯化铁与氯化亚铁水溶液;以及 依序进行清洗与乾燥步骤,藉以获得该磁性奈米粒 子。 6.如申请专利范围第5项所述之磁性奈米吸附剂之 制备方法,其中配制氯化铁与氯化亚铁水溶液之步 骤中,该氯化铁与氯化亚铁之莫耳比値为1.5至2.5。 7.如申请专利范围第5项所述之磁性奈米吸附剂之 制备方法,其中热处理该氯化铁与氯化亚铁水溶液 的步骤中更包括以氨水滴定该氯化铁与氯化亚铁 水溶液至pH値为8.5至10。 8.如申请专利范围第5项所述之磁性奈米吸附剂之 制备方法,其中热处理该氯化铁与氯化亚铁水溶液 的步骤系以摄氏60至80度之恒温处理30分钟。 9.如申请专利范围第4项所述之磁性奈米吸附剂之 制备方法,其中共价键结该聚电解质于该磁性奈米 粒子上的步骤,至少包括: 将该磁性奈米粒子置入一缓冲溶液中; 加入碳二醯胺于该缓冲溶液中; 将该聚电解质加入该缓冲溶液中;以及 以磁铁进行固液分离之步骤,藉以获得该磁性奈米 吸附剂。 10.如申请专利范围第4项所述之磁性奈米吸附剂之 制备方法,其中该磁性奈米粒子为氧化铁。 11.如申请专利范围第4项所述之磁性奈米吸附剂之 制备方法,其中该聚丙烯酸衍生物为丙烯酸与顺丁 烯二酸之共聚合物。 12.一种利用磁性奈米吸附剂分离阳离子的方法,至 少包括: 提供一阳离子;以及 提供一磁性奈米吸附剂,该磁性奈米吸附剂系由共 价键结有一聚电解质之一磁性奈米粒子所组成,用 以吸附该阳离子, 其中该聚电解质至少具有一羧酸基,且该聚电解质 系选自于由聚丙烯酸及其衍生物所组成之一族群 。 13.如申请专利范围第12项所述之利用磁性奈米吸 附剂分离阳离子的方法,其中该阳离子系由选自于 一酵素与一染料所组成之一族群所提供。 14.如申请专利范围第13项所述之利用磁性奈米吸 附剂分离阳离子的方法,其中该酵素为溶菌。 15.如申请专利范围第14项所述之利用磁性奈米吸 附剂分离阳离子的方法,其中当pH値为2至7时,该磁 性奈米吸附剂可用以吸附该酵素。 16.如申请专利范围第15项所述之利用磁性奈米吸 附剂分离阳离子的方法,其中当添加硫氰化钠时, 该溶菌可自该磁性奈米吸附剂上脱附。 17.如申请专利范围第13项所述之利用磁性奈米吸 附剂分离阳离子的方法,其中该染料为结晶紫。 18.如申请专利范围第17项所述之利用磁性奈米吸 附剂分离阳离子的方法,其中当pH値为2至7时,该磁 性奈米吸附剂可用以吸附该结晶紫。 19.如申请专利范围第18项所述之利用磁性奈米吸 附剂分离阳离子的方法,其中当添加醋酸与甲醇之 混合溶液时,可使该结晶紫自该磁性奈米吸附剂上 脱附。 20.如申请专利范围第12项所述之利用磁性奈米吸 附剂分离阳离子的方法,其中该磁性奈米粒子为氧 化铁。 21.如申请专利范围第12项所述之利用磁性奈米吸 附剂分离阳离子的方法,其中该聚丙烯酸衍生物为 丙烯酸与顺丁烯二酸之共聚合物。 图式简单说明: 第1图系绘示依据本发明之一较佳实施例之磁性奈 米吸附剂之XRD图形。 第2图系绘示依照本发明一较佳实施例的磁性奈米 粒子之磁滞曲线图形。 第3图系绘示依照本发明一较佳实施例的一种磁性 奈米粒子、含有聚丙烯酸之磁性奈米粒子与聚丙 烯酸之傅立叶转换红外线光谱仪(FTIR)光谱图。 第4图系绘示磁性奈米粒子和含有PAA的磁性奈米粒 子之C元素的XPS图谱。 第5图系绘示在固定100mg的磁性奈米粒子下加入不 同重量的PAA于欲固定化的溶液中而相对实际PAA被 键结在磁性奈米粒子上之重量的关系图。 第6图系绘示在摄氏25度下pH値对溶菌在磁性奈 米吸附剂上吸附的影响。 第7图系绘示在摄氏25度、pH5与0.1M磷酸缓冲溶液中 ,NaSCN浓度对溶菌从磁性奈米吸附剂脱附的影响 。 第8图系绘示在摄氏25度下pH値对结晶紫在磁性奈 米吸附剂上吸附的影响。 第9图系绘示在甲醇溶液中醋酸体积百分比对结晶 紫从磁性奈米吸附剂脱附的影响。
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