[发明专利]氨基酸修饰的含有硅结构四氧化三铁纳米颗粒及其在染料吸附处理中的应用

说明书

发明领域

本发明涉及一种氨基酸修饰的含有硅结构四氧化三铁纳米颗粒及其在有机染料吸附处理中的应用。

背景技术

有机染料污染可以导致变应性皮炎、肝肾器官衰竭以及基因突变等疾病的产生。严重威胁着人类的健康。

人们耗费了很大的精力来探索有效处理有机染料污染的方法。传统的处理方法有：化学沉淀，生物降解，有机溶解提取，吸附等。其中，吸附方法简单、方便、高效，备受关注。

近几年来，磁性纳米材料作为新型吸附剂引起了人们的强烈兴趣。这是因为它具有较大的比表面积、高效的吸附效率、简单的吸附方法以及重复利用的性能。四氧化三铁是一种低毒且后处理简单的纳米材料，已经被证实具有很好的生物相容性，对环境和生物体影响较小。其中不同材料和硅烷试剂修饰的四氧化三铁纳米颗粒已经有很多。相关文献见：B.I.Kharisov,H.V.R.Dias,O.V.Kharissova,V.M.Jiménez-Pérez,B.O.Péreza,B.M.Floresa,Iron-containing nanomaterials:synthesis,properties,and environmental Applications,RSC Adv.2(2012)9325-9358.F.Liu,Y.J.Jin,H.B.Liao,L.Cai,M.P.Tong,Y.L.Hou,Facile self-assembly synthesis of titanate/Fe₃O₄nanocomposites for the efficient removal of Pb²⁺from aqueous systems,J.Mater.Chem.A1(2013)805-813.S.Singh,K.C.Barick,D.Bahadur Fe₃O₄embedded ZnO nanocomposites for the removal of toxic metal ions,organic dyes and bacterial pathogens,J.Mater.Chem.A1(2013)3325-3333.S.Qu,F.Huang,S.N.Yu,G.Chen,J.L.Kong,Magnetic removal of dyes from aqueous solution using multi-walled carbon nanotubes filled with Fe₂O₃particles,J.Hazard.Mater.160(2008)643-647.B.Zargar,H.Parham,A.Hatamie,Fast removal and recovery of amaranth by modified iron oxide magnetic nanoparticles,Chemosphere76(2009)554-557.V.Rocher,J.M.Siaugue,V.Cabuil,A.Bee,Removal of organic dyes by magnetic alginate beads,Water Res.42(2008)1290-1298.但是，经检索硅材料和氨基酸同时修饰的四氧化三铁纳米颗粒作为阴阳两种离子染料的吸附剂还未见报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种氨基酸修饰的含有硅结构四氧化三铁纳米颗粒及其在有机染料吸附处理中的应用。

本发明所述的氨基酸修饰的含有硅结构四氧化三铁纳米颗粒，其特征在于：所述四氧化三铁纳米颗粒的分子中硅结构是3-环氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷（GPTMS）、氨基酸是甘氨酸（Gly）或赖氨酸（Lys）。

其中：上述四氧化三铁纳米颗粒是Fe₃O₄@GPTMS@Lys，即赖氨酸修饰的含3-环氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷结构四氧化三铁纳米颗粒时，颗粒中GPTMS含量为4wt%，赖氨酸的含量为5wt%；上述四氧化三铁纳米颗粒是Fe₃O₄@GPTMS@Gly，即甘氨酸修饰的含3-环氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷结构四氧化三铁纳米颗粒时，颗粒中GPTMS含量为4wt%，甘氨酸的含量为3wt%。

上述的氨基酸修饰的含有硅结构四氧化三铁纳米颗粒制备方法，步骤是：