[发明专利]四氧化三铁/聚合物微球吸附金属离子

说明书

技术领域

本发明属于一种功能材料的制备方法，涉及到环保领域。具体的说，本发明属于一种纳米金属氧化物/聚合物复合材料及其制备方法，以及该磁性复合材料在污水处理方面的应用。 

背景技术

随着科技的发展，金属在工业生产方面的应用越来越广泛，特别是人们对金属矿的开采、冶炼、加工等活动日益增多，造成水体金属离子污染越来越严重，对环境和人类健康产生了严重的威胁。同时随着化工、电镀、电子制造等行业的兴起，含有重金属的废水废液对环境的污染也越来越严重。从可持续发展和和谐社会的角度出发，选择性的除去、回收再利用某些金属是非常必要的。 

现如今的污水处理方法中，被广泛应用和认可的去除污水中的金属离子的有离子交换法、电解沉淀法、化学沉淀法、离子浮选法等等。这些方法在污水处理中属于比较传统的方法，他们无论是在处理效率还是在经济成本上都有着一定的局限性。而我们所需要的和开发的是简单、经济又高效的去除污水中的金属离子的方法，吸附材料在污水处理方面的应用,为污水处理提供了一个全新的领域,近年来也受到人们的广泛关注,但在对吸附剂开发上,吸附剂的稳定性,吸附能力以及吸附选择性方面也有着很大的不足,这致使吸附法进行污水处理受到了很大的限制.因此本发明制备了一种简单有效的吸附材料,弥补了传统吸附剂的不足,使其具有小尺寸微球,大比表面积,稳定性高,吸附选择性高等诸多优异的特性,实现对吸附材料以及污水中金属离子的回收和循环再利用,凸显其优异的特性. 

发明内容

本发明的目的在于制备出一种聚合物包覆纳米四氧化三铁磁性吸附材料的制备方法,以改善传统吸附吸附材料的不足,使吸附法能高效、简单的对污水进行处理。实现本发明的具体实验方案设计思路，一方面是通过包覆的聚合物表面特有的吸附作用，将污水中特有的金属离子选择性吸附在其表面；另一方面，利用其内部的纳米四氧化三铁的磁性作用，通过磁分离将吸附金属离子的磁性吸附材料分离出来。 

一种纳米四氧化三铁磁性吸附材料的制备方法，其特征在于按如下步骤进行操作： 

1）本发明采用的是乳液法制备纳米四氧化三铁，先配置乳液，200ml去离子水，15g聚丙烯酸，10g十二烷基苯磺酸钠,40g二乙醇胺，在60℃下高速搅拌均匀，再加入无水FeCl₃和FeSO₄（n:n=1.8:1）在氮气保护下搅拌均匀，再缓慢滴加氢氧化钠溶液，反应1.5h，停止反应冷却到室温，洗涤至中性。 

2）取丙烯酸甲酯和二乙烯基苯摩尔比为18:1，加入质量分数为1％的BPO，50ml环己烷充分搅拌，制成油相，将3g纳米四氧化三铁超声分散到聚丙烯酸水溶液中制成水相，将油相和水相充分混合，在80℃下搅拌反应5小时，过滤，洗涤，50℃下真空干燥。纳米磁性吸附材料的尺寸在40-100nm之间。 

3）配置金属离子溶液：将2gHgCl₂，2gCuCl₂,3gNi(NO₃)₂加入到200ml去离子水中，搅拌溶解，将溶液定容到需要的金属离子浓度。 

4）金属离子吸附，在50ml金属离子溶液中加入0.08g制备的吸附剂，在室温下震荡吸附1h至平衡，用磁铁分离吸附剂。 

本发明的效果和优点： 

1.本发明的磁性吸附材料处理效率高，处理废水中金属离子速度快、处理能力大 

2.本发明的磁性吸附材料分离简单，工序简单 

3.本发明的磁性吸附材料结构稳定，表面积大 

4.整个工艺过程制作方法简单，成本低无污染 

附图说明

图1为纳米四氧化三铁的TEM照片 

图2为纳米四氧化三铁的粒度分布 

图3为磁性吸附材料在不同PH值下对金属离子的吸附曲线 

具体实施方式

实施例一 

本发明采用的是乳液法制备纳米四氧化三铁，先配置乳液，200ml去离子水，15g聚丙烯酸，10g十二烷基苯磺酸钠,40g二乙醇胺，在60℃下高速搅拌均匀，再加入无水FeCl₃和FeSO₄（n:n=1.8:1）在氮气保护下搅拌均匀，再缓慢滴加氢氧化钠溶液，反应1.5h，停止反应冷却到室温，洗涤至中性。 

实施例二