[发明专利]一种氨基多羧酸螯合剂改性磁性普鲁士蓝吸附剂及其制备方法及其应用方法

说明书

本发明涉及一种氨基多羧酸螯合剂改性的磁性普鲁士蓝吸附剂的制备方法及用途，该吸附剂以Fe₃O₄为磁性基体，用刻蚀法使普鲁士蓝(PB)原位生长在Fe₃O₄表面，然后用氨基多羧酸螯合剂对其进行改性，改性原理包括在氨基多羧酸螯合剂提供的酸性环境下氰基水解成酰胺基及其与氨基多羧酸螯合剂中羧基的接枝反应。制备方法包括：将Fe₃O₄粉末加入无水乙醇中，超声分散后往其中加入铁氰化钾和亚铁氰化钾，室温下搅拌混合，然后加入刻蚀剂静置反应，得到Fe₃O₄@PB；将洗净的Fe₃O₄@PB加入水中，在一定温度下滴入氨基多羧酸螯合剂溶液并加以搅拌，得到吸附剂。经过氨基多羧酸螯合剂改性的磁性普鲁士蓝不仅具有较大的比表面积、均匀分布的孔径和环境友好等特点，而且还具有较好的磁性分离特性、较大的吸附容量和优异的循环使用性能，在较宽泛的pH条件下对重金属离子去除率都较高。

技术领域

本发明涉及吸附剂技术领域，尤其涉及一种氨基多羧酸螯合剂改性磁性普鲁士蓝吸附剂及制备方法及应用方法。

背景技术

重金属污染是对人类危害最大的、最严重的环境污染之一。废水中的重金属不能被降解和破坏，但它们会发生迁移并且会转变其存在形态。如果重金属及其化合物通过食物进入人体，会对人体造成慢性或急性中毒。重金属废水主要来自金属矿山开采、电镀、冶炼等行业的排放。主要处理方法有中和沉淀法、电解法、离子交换法、膜分离法和吸附法。其中吸附法具有占地面积小、经济高效、选择性好等优点，并且可以实现低浓度重金属废水的深度处理。近年来，已经有不少技术人员开发了很多应用于重金属废水处理的磁性复合材料，但是大多都吸附容量较低，去除效果差，对pH等条件的要求较为苛刻。

螯合剂有很强的重金属络合能力，因此在土壤污染和废水污染治理研究中被广泛关注。现有报道中，研究人员将螯合剂直接用于Fe₃O₄的改性，但由于Fe₃O₄表面可负载的点位相当有限，因此改性之后材料的吸附量也提升不大。(Singh,D.； Verma,S.；Gautam,R.K.；Krishna,V.J.Environ.Chem.Eng.2015,3,2161-2171.) 到目前为止，磁性普鲁士蓝复合材料的制备方法大多都为沉积法，在制备过程中会产生一定的未附着在Fe₃O₄上的普鲁士蓝单体，由于普鲁士蓝本身没有磁性，因此它会在磁分离洗涤过程中被损失掉(Jang,J.；Lee,D.S.Ind.Eng.Chem.Res. 2016,55,3852-3860.)；而利用刻蚀剂将Fe₃O₄表面刻蚀释放出Fe³⁺和Fe²⁺，再与加入的铁氰化钾与亚铁氰化钾发生反应，使得普鲁士蓝原位生长在Fe₃O₄表面，这一制备方法能极大的改善无磁普鲁士蓝副产物产生的问题。

另外，利用氨基多羧酸螯合剂提供的酸性条件使磁性普鲁士蓝上的部分氰基水解成酰胺基，再与羧基进行接枝的这种氨基多羧酸螯合剂改性磁性普鲁士蓝吸附剂的制备方法及应用也还未见报道。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种氨基多羧酸螯合剂改性磁性普鲁士蓝吸附剂及制备方法及应用方法，本方法制备的吸附剂有较大的吸附容量，在较为宽泛的 pH条件下对重金属废水的处理效率都较高，并且吸附剂可以在外加磁场的作用下快速回收再生，具有良好的循环利用能力。

一种氨基多羧酸螯合剂改性磁性普鲁士蓝吸附剂的制备方法，方法包括：

S1.将四氧化三铁与亚铁氰化钾、铁氰化钾混合于无水乙醇中，加入刻蚀剂，得到磁性普鲁士蓝；

S2.将磁性普鲁士蓝分散于水中，滴入氨基多羧酸螯合剂溶液，得到吸附材料。

优选地，所述步骤S1具体为：