[发明专利]一种Chelex 100-四氧化三铁纳米磁珠的制备方法

说明书

本发明是一种Chelex 100‑四氧化三铁纳米磁珠的制备方法，包括以下步骤：（1）通过共沉淀法制备Fe₃O₄纳米磁珠；（2）纳米磁珠表面进行氨基修饰；（3）制备Chelex 100‑四氧化三铁纳米磁珠。本发明所述的一种Chelex 100‑四氧化三铁纳米磁珠的制备方法，该方法制备的纳米磁珠不仅具有高比表面积和强磁性，还具有Chelex 100树脂高专一性的金属离子吸附特性，能够快速高效除去废水中的重金属离子，并可多次重复利用，是一种优良的绿色环保型吸附剂。

技术领域

本发明属于纳米磁珠领域，具体涉及一种Chelex 100-四氧化三铁纳米磁珠的制备方法。

背景技术

磁性纳米材料是一种新型磁性材料，在现代社会中有着广泛的应用，它不仅具有纳米材料的优良特性，同时还具有超顺磁性，高磁化率等特性。Fe₃O₄纳米磁珠由于其稳定性高、制备简单、超顺磁性、表面易于修饰和生物相容性好等特点，成为目前应用最广泛的纳米磁性材料之一。

重金属因其特殊的化学、地球化学性质及毒性效应，被称为环境中具有潜在危害的重要污染物，具有高度危害性和难治理性。国内通常采用的重金属废水处理方法，包括石灰中合法和硫化法等。这些传统的处理工艺，虽然可以将废水中的重金属除掉，但是处理效果并不稳定，处理后回收的清水水质仍难以确保稳定达标排放，而且还会产生二次污染。吸附法也常被用于水体中重金属离子的净化，是利用吸附剂将废水中的重金属离子除去的方法，具有快速高效、成本低、无二次污染等优点，而吸附剂是吸附法去除重金属离子的关键材料，因此制备性能优异的吸附剂有利于提高重金属离子的净化效果。

Chelex 100是一种由苯乙烯、二乙烯苯共聚体组成的化学螯合树脂，由于Chelex100树脂具有羧基基团，因此将其归为弱阳离子交换介质，但与此类交换介质的不同之处在于，Chelex 100树脂具有高专一性的金属离子选择特性，以及异常高的键强度。Chelex 100树脂其对二价与一价离子的选择性大约为5000：1，即使在高浓度盐溶液中，它也对过渡金属具有很强的亲和力。同时，根据PH≥6.5时重金属吸附于树脂，PH＜1.0时，重金属不吸附于树脂这一特性，Chelex-100树脂可以在废水中选择性的吸附重金属离子，再利用稀硝酸溶液将重金属离子从树脂上洗下，实现废水净化和吸附剂可再生利用，而磁性纳米材料具有易回收，表面易于修饰的特性，有利于Chelex-100树脂的重复利用与重金属污染物的集中处理。鉴于此，有必要提出一种Chelex 100-四氧化三铁纳米磁珠的制备。

发明内容

本发明的目的在于提供一种Chelex 100-四氧化三铁纳米磁珠的制备方法，该方法能显著改善纳米磁珠的分散性，同时还能保证较好的磁性。

为了实现上述目的，采用的技术方案是：

一种Chelex 100-四氧化三铁纳米磁珠的制备方法，包括以下步骤。

(一) 共沉淀法制备四氧化三铁纳米磁珠

将Fe²⁺的铁盐和Fe³⁺的铁盐溶解于水中，得到铁盐溶液；所述铁盐中Fe²⁺

和Fe³⁺的摩尔比为1：1.2~2.2；通入氮气，调整溶液温度至60~70℃，先超声震荡5~10min，后加入过量NaOH搅拌25~35min，外加磁场静置分层，得到四氧化三铁沉淀，相继用纯化水和无水乙醇洗涤2~3次，-20℃冷冻干燥48h，得到Fe₃O₄纳米磁珠。

(二) 纳米磁珠的表面修饰

取0.5g Fe₃O₄纳米磁珠加入到50mL无水乙醇中，超声震荡5~10min，