[发明专利]一种用于去除MC-LR的磁性膨润土的制备方法

说明书

 

技术领域

本发明属于无机复合材料与技术领域，具体涉及一种磁性膨润土的制备方法，此材料可应用于污染水体中微囊藻毒素（MC-LR）的去除。

背景技术

磁性纳米材料具有优异的磁学特性、良好的生物相容性和丰富的化学反应可选择性，经过特异性修饰的磁性材料对MC-LR具有较强的亲和性，同时，可以利用外加磁场将负载了MC-LR的磁性材料从水体中分离出来，解决了传统吸附剂固液分离难的问题。研究表明，Fe₃O₄纳米粒子对水中的MC-LR具有一定的去除能力，同时在分离上具有独特的优势，但其相对价位较高。因此，如何在保证其具有较高吸附性能的同时，改进制备方法进而降低生产成本，是关系到该磁性材料能否真正应用于水处理市场的关键因素。

目前，有学者开展了通过传统的共沉淀法制备磁性膨润土复合材料的相关研究，即在共沉淀法制备Fe₃O₄的过程中加入一定比例的膨润土材料。这样可以得到具有一定磁性的复合膨润土材料。由于共沉淀技术本身在制备高品质的Fe₃O₄纳米粒子具有一定的局限性，得到的复合材料磁性较低，吸附能力较弱。因此，不同于上述文献报道的，本发明通过水热合成技术制备出新型的磁性吸附剂。该方法制备工艺简单易控，制备的吸附剂具有膨润土比表面积大，易于功能化修饰的特点，同时具有磁性纳米粒子的超顺磁性。

使用此技术合成的材料对微囊藻毒素MC-LR具有较强的吸附能力，磁分离效果也达到了预期效果。此技术解决了传统吸附剂制备成本高、固液分离难的问题，在环境分析领域具有广泛的应用前景，同时也为开发新型功能化磁性复合材料奠定了理论和实验基础。

发明内容

本发明的目的在于提供一种对微囊藻毒素MC-LR具有较强吸附能力的磁性吸附剂的制备方法。本发明所提出用于去除MC-LR的磁性膨润土复合材料的制备方法如下：

（1）将膨润土弃去泥沙，置于一定浓度的CaCl₂溶液中充分搅拌，制备出钙化膨润土；

（2）0.1 mol ZrOCl₂·8H₂O溶液逐滴加入到2 %的钙化膨润土中，至Zr⁴⁺/膨润土的比率为3 mmol/g，65 ℃下搅拌2 h，老化4 h，超声10 min后在室温下老化32 h，二次水洗涤，于110 ℃的鼓风干燥箱中干燥；

（3）制备的锆柱撑膨润土于300 ℃下煅烧3 h，将其与FeCl₃·6H₂O、乙二醇、聚乙二醇和无水Na₂CO₃充分搅拌，得到黄棕色的混合物，并转移到水热合成釜中，在190 ℃下反应8 h，得到磁性锆柱撑膨润土（Zr-B-Fe₃O₄）；

（4）配置一定浓度的MC-LR溶液，将磁性吸附剂用于吸附溶液中的MC-LR，实验结果通过HPLC检测。

本发明制备的吸附剂具有合成简单、磁性强、富集能力强等优点，可用于蓝藻水华现象严重的水体中MC-LR的去除。

附图说明

图1制备的吸附剂的扫描电镜（SEM）图。 

图2 吸附剂的磁滞回线图。

图3吸附剂的加入量对吸附效率的影响。 

具体实施方式

磁性膨润土的制备实施例：

称取锆柱撑膨润土0.5 g ， FeCl₃·6H₂O（1.35 g）溶解在40 mL乙二醇中，磁力搅拌10 min，之后加入无水醋酸钠（3.60 g）和聚乙二醇（1.00 g）。将混合物搅拌20 min，形成黄棕色液体，转入聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜（50 mL）中密封，放入烘箱中加热至190 ℃反应8 h。将得到的磁性膨润土通过外加磁场分离，用二次水和无水乙醇清洗数次，然后在60 ℃下真空干燥6 h，研磨得成品Zr-B-Fe₃O₄。

磁性膨润土的应用实施例：

将浓度为0.1mg/mL的Zr-B-Fe₃O₄（20、30、40、50、60 μL），加入到1 mL 0.25 μg/mL的微囊藻毒素 MC-LR溶液中震荡30 min，达到吸附平衡后，将负载了MC-LR的吸附剂磁性分离，取上清液200 μL注入2 mL的离心管中，标号待测。不同质量的吸附剂对0.25 μg/mL的MC-LR吸附效率如附图3所示。