[发明专利]一种聚苯胺核壳磁性介孔纳米材料的吸附剂制备方法

说明书

本发明公开了一种聚苯胺核壳磁性介孔纳米材料的吸附剂制备方法，包括以下步骤：S1、制备花状核壳磁性介孔微球；S2、制备外部包覆有壳聚糖的核壳磁性介孔微球；S3、通过步骤S2中的壳聚糖的核壳磁性介孔微球制备聚苯胺核壳磁性介孔纳米材料。根据本发明，对聚苯胺进行改性，以获得机械性能更好，结构均匀且效率更高的复合吸附剂。

技术领域

本发明涉及环境修复的技术领域，特别涉及一种聚苯胺核壳磁性介孔纳米材料的吸附剂制备方法。

背景技术

在过去的几十年中，水中重金属的处理受到了广泛关注。铬离子作为一种常见的难以去除的重金属污染物，会造成严重的环境污染，危害人体健康。铬(Cr)被美国环境保护署列为最优先的有毒污染物之一。铬具有两种氧化态：六价(Cr(VI))和三价(Cr(III))。其中，Cr(VI)被认为是具有致癌活性的最危险的污染物之一，而Cr(III)在生态系统中的流动性较小，对生物的毒性较小。因此，设计一种有效的方法从环境中去除六价铬，同时将六价铬还原为三价铬对人类健康和生态系统具有重要意义。

近年来，磁性纳米颗粒(MNPs)为集纳米材料(可均匀分散,比表面积大)和磁性材料(可被磁分离)于一身的新型非均相催化剂载体，介孔二氧化硅核壳磁性纳米颗粒更是具有比表面积大、内表面易于修饰、孔径均一可调等诸多优良特性，因此越来越受到关注。聚苯胺对Cr(VI)具有明显的吸附能力，并且其中的亚胺基对较高氧化态的重金属具有相对较强的还原能力。

发明内容

针对现有技术中存在的不足之处，本发明的目的是提供一种聚苯胺核壳磁性介孔纳米材料的吸附剂制备方法，对聚苯胺进行改性，以获得机械性能更好，结构均匀且效率更高的复合吸附剂。因此，可以使用聚苯胺作为吸附剂和还原剂，用于处理水中的Cr(VI)。为了实现根据本发明的上述目的和其他优点，提供了一种聚苯胺核壳磁性介孔纳米材料的吸附剂制备方法，包括以下步骤：

S1、制备花状核壳磁性介孔微球；

S2、制备外部包覆有壳聚糖的核壳磁性介孔微球；

S3、通过步骤S2中的壳聚糖的核壳磁性介孔微球制备聚苯胺核壳磁性介孔纳米材料。

优选的，所述步骤S1包括以下步骤：

S11、通过氯化铁六水合物、无水乙酸钠、聚(4-苯乙烯磺酸-共聚-马来酸)钠盐、氟化钙及乙二醇作为还原剂制备形貌均匀的磁性微球；

S12、将磁性纳米颗粒在超纯水中超声处理，加入NaF溶液，通过搅拌器进行搅拌；

S13、在搅拌时，每30分钟滴加TEOS和乙醇(EtOH+TEOS)的混合物，添加完成后，继续快速搅拌15个小时；

S14、将步骤S13得到的产物用无水乙醇洗涤两次并用水洗涤两次，在60℃下干燥制得Fe₃O₄@SiO₂。

优选的，还包括以下步骤：

S15、将十六烷基三甲基溴化铵与三乙醇胺和超纯水混合，并在60℃下在磁力搅拌器中搅拌；

S16、将FS-66加入步骤S15的混合物中并溶于异丙酮中，将得到模板溶液中，且继续搅拌，加入TEOS继续搅拌；

S17、将步骤S16中的模板溶液加入到超声分散的Fe3O4@SiO2溶液中，进行超声处理，在圆周振荡器上快速加入，分离产物并除去模板溶液，向其中加入饱和的硝酸铵的乙醇溶液，并将混合物振荡洗涤，将产物用无水乙醇洗涤两次并用水洗涤两次，然后在60℃下干燥小时得到磁性介孔微球。

优选的，所述S2包括以下步骤:

S21、将壳聚糖溶于乙酸中，并进行振摇得到壳聚糖溶液；