[发明专利]一种改性多孔磁性丝瓜络复合微球的制备方法

说明书

本发明公开了一种改性多孔磁性丝瓜络复合微球的制备方法，其特征在于，首先，将丝瓜络粉溶解在混合的离子液体中，添加纳米四氧化三铁，制备得到多孔磁性丝瓜络复合微球；然后，多孔磁性丝瓜络复合微球表面氨基化得到氨基化多孔磁性丝瓜络复合微球；最后，在反应器中，按如下组成质量百分浓度加入，去离子水：73~78%，二巯基丙磺酸钠：8~12%，搅拌溶解，氨基化多孔磁性丝瓜络复合微球：12~18%，于80±2℃恒温、搅拌、回流反应2h，冷却后，用甲醇洗涤、固液分离，干燥，得到改性多孔磁性丝瓜络复合微球。该吸附剂对砷具有很高的吸附容量，既成本低又绿色环保，又具有磁性，机械强度高，可反复使用10次以上，吸附剂容易分离。

技术领域

本发明涉及一种生物磁性吸附剂的制备方法，特别涉及一种改性多孔磁性丝瓜络复合微球的制备方法及对砷吸附分离的应用技术，属于材料领域。

背景技术

砷污染是指由砷或其化合物所引起的环境污染。砷和含砷金属的开采、冶炼，用砷或砷化合物作原料的玻璃、颜料、原药、纸张的生产以及煤的燃烧等过程，都可产生含砷废水、废气和废渣，对环境造成污染。大气含砷污染除岩石风化、火山爆发等自然原因外，主要来自工业生产及含砷农药的使用、煤的燃烧。含砷废水、农药及烟尘都会污染土壤。砷在土壤中累积并由此进入农作物组织中。砷和砷化物一般可通过水、大气和食物等途径进入人体，造成危害。元素砷的毒性极低，砷化物均有毒性，三价砷化合物比其他砷化合物毒性更强。砷的摄取会导致皮肤癌、肺癌、肝癌、肾癌、膀胱癌等，还会引起高血压及心血管疾病。因此，世界卫生组织（WHO）规定饮用水中的砷含量不得高于0.01mg/L。很多方法可以除砷，例如化学沉积法、离子交换法、吸附法、膜工程法、电化学法、絮凝法及石灰法，其中，吸附法因为吸附剂的多样性，可实现高效、低成本而被广泛应用。可用作吸附剂的材料有活性炭、壳聚糖、活性铝、粉煤灰、骨碳等。理想的除砷吸附剂应该是既高效，又廉价，并且可以除砷。纤维素是世界上最丰富的可再生资源，不仅廉价，还富含羟基，可以通过多种化学反应（例如酯化、醚化、接枝）来改性，若能在纤维素纤维表面修饰巯基，巯基砷离子结合，从而去除水体中的砷。

吸附剂利用其丰富的结构、比表面积加之通过表面各种活性基团与吸附质的相互作用，从液相中萃取出污染物，从而达到水质净化的作用。其中，吸附法与其他工艺相比优势在于能够处理生物法难以处理的金属离子、难降解有机物及一些阴离子污染物。但与此同时，吸附法也存在许多不足之处，其中吸附剂的固液分离困难一直是阻碍吸附技术进步的一大问题，因而近年来许多学者致力于研究磁性吸附剂并应用于水体中污染物质的去除。研究可知，在外加磁场的帮助下，磁性吸附剂能够快速实现固液分离，并同时拥有高速的传质速率和良好的接触效率，因而可在很大程度上可以解决传统吸附法所面临的问题。

丝瓜络为葫芦科一年生草本植物丝瓜的成熟果实中的维管束或者说丝瓜的枯老果实。丝瓜是我国夏秋季节常用蔬菜，全国大多数的省区有产，为栽培品，丝瓜络是地球非常丰富的再生资源，具有质轻价廉、可降解和环境友好等特点，丝瓜络由多层丝状纤维交织而成的网状物，体轻，质坚韧，不能折断，同时含木聚糖、甘露聚糖、半乳聚糖等，而且其具有亲水性，还带有丰富的配位基、很容易进行化学改性，将丝瓜络改制备成具有磁性的多孔微球，再进行化学改性和吸附性能的研究报道的很少。

本申请将天然高分子的丝瓜络采用1-乙基-3甲基咪唑磷酸二乙酯盐溶解后，加入壳聚糖，加入纳米四氧化三铁进行磁化，得到磁性丝瓜络复合微球，再采用二巯基丙磺酸钠改性，改性后的吸附剂对砷进行吸附分离，使其即具有磁性吸附剂的特性，又具有天然高分子特性，同时还具有特殊活性基团的选择性。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种改性多孔磁性丝瓜络复合微球的制备方法，获取的改性多孔磁性丝瓜络复合微球对水体系中砷的进行吸附分离。

本发明的目的通过以下技术方案实现。

一种改性多孔磁性丝瓜络复合微球的制备方法，其特征在于，该方法具有以下工艺步骤：