[发明专利]一种磁性羧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羧基化空心微球土壤修复剂及其制备方法，包括以下步骤：采用改进的法制备单分散SiO2微球，水热法合成Fe3O4@C空心微球，透析法合成Fe3O4@C‑COOH空心微球。本发明还提供了一种磁性羧基化空心微球土壤修复剂在铅污染土壤修复中的应用。本发明将改进的法、水热法与透析法于一体，合成的羧基化空心微球有独特的核‑壳结构，其表面包覆有大量的‑COOH、‑OH官能团，具有吸附容量大、特异性强等优点，其对土壤中重金属铅的吸附容量远远高于采用共沉淀法、微乳法、热分解法制备出的合成材料的吸附容量。本发明制备出的羧基化空心微球修复剂还具有一定的回收性能，可二次利用。

主权项

1.一种磁性羧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，采用改进的法制备单分散SiO₂微球步骤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20min，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20min，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，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，水热法合成Fe3O4@C空心微球步骤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0.0253g：30ml：0.1006g：1ml；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、去离子以及浓氨水的比例为3.3mg：2ml：1ml；步骤3，透析法合成Fe3O4@C‑COOH空心微球将步骤2制备出的Fe3O4@C空心微球加入到3‑巯基丙酸中，然后于400W的超声功率下超声分散1h，超声分散完毕得到Fe3O4@C‑COOH胶体溶液；将Fe3O4@C‑COOH胶体溶液用去离子水透析5d，且每半天换一次水，透析完毕得到Fe3O4@C‑COOH空心微球，即为所述磁性羧基化空心微球修复剂；其中，Fe3O4@C空心微球与3‑巯基丙酸的比例为1mg：1ml。