[发明专利]一种磁性氨基化空心微球土壤修复剂、其制备方法及应用

摘要

本发明公开了一种磁性氨基化空心微球土壤修复剂及其制备方法，包括以下步骤：制备单分散SiO2微球，制备Fe3O4@C空心微球以及制备Fe3O4@C‑NH2空心微球。本发明还提供了一种磁性氨基化空心微球土壤修复剂在镉污染土壤修复中的应用。本发明通过溶剂热法合成了空心Fe3O4@C‑NH2磁性纳米材料，该材料具有独特的核‑壳状空心结构，表面拥有大量的‑NH2、‑OH官能团，特异性强、比表面积大、磁性强、分散性好，对Cd2+的饱和吸附容量高达78.83mg·g‑1，高于共沉淀法、热分解法等合成材料的吸附容量，并且本发明合成的氨基化空心微球还具有一定的回收性能，可二次利用。

主权项

1.一种磁性氨基化空心微球土壤修复剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，单分散SiO2微球的制备步骤1.1，将浓氨水、无水乙醇以及去离子水按照1：8.25：3的体积比混合，然后于35℃下搅拌15min，搅拌完毕得到溶液A；步骤1.2，将正硅酸乙酯与无水乙醇按照1：16.5的体积比混合，然后于35℃下搅拌15min，搅拌完毕得到溶液B；步骤1.3，将溶液B快速倒入溶液A中，然后于35℃下反应，当开始出现乳白色沉淀后继续反应5min，离心分离出乳白色沉淀，即得到单分散SiO2微球；其中，溶液A与溶液B的体积比为1.4：1；步骤2，Fe3O4@C空心微球的制备步骤2.1，将步骤1制备出的单分散SiO2微球与丙酮置于反应容器中超声10min，超声完毕后再往反应容器中加入二茂铁，继续超声30min，超声完毕，在搅拌的条件下往反应容器中滴加过氧化氢，滴加完毕后继续搅拌2h，得到反应混合液A；将反应混合液A转移至高压反应釜中，于210℃下水热反应48h，反应完毕后将反应液冷却至室温，然后离心，分离出沉淀物SiO2@Fe3O4@C；其中，单分散SiO2微球、丙酮、二茂铁以及过氧化氢的比例为0.1008g：120ml：0.4012g：4ml；步骤2.2，将SiO2@Fe3O4@C与去离子水混合后超声2min，超声完毕后往其中加入浓氨水搅拌均匀，得到混合反应溶液B；将混合反应液B快速倒入高压反应釜中，于160℃下水热反应6h，反应完毕后将反应液冷却至室温，然后离心，分离出沉淀物Fe3O4@C空心微球；其中，SiO2@Fe3O4@C、去离子以及氨水的比例为160mg：96ml：48ml；步骤3，Fe3O4@C‑NH2空心微球的制备将步骤2制备出的Fe3O4@C空心微球分散至丙酮中，然后往其中加入浓氨水，搅拌15min，再升温至60℃回流反应，反应15min后，往反应液中加入3‑氨丙基三乙氧基硅烷，再于250rpm下搅拌12h，之后将反应液离心，分离出沉淀物Fe3O4@C‑NH2空心微球，即为所述磁性氨基化空心微球土壤修复剂；其中，Fe3O4@C空心微球、丙酮、氨水以及3‑氨丙基三乙氧基硅烷的比例为200mg：40ml：0.05ml：1ml。