[发明专利]一种基于凹凸棒石改性制备的蓝藻磁捕剂的制备方法

说明书

一种基于凹凸棒石改性制备的蓝藻磁捕剂的制备方法，首先，将凹凸棒石粘土矿物与无机酸混合，静置，将产物离心、洗涤、干燥获得固体1，其次，将可溶性三价铁盐和可溶性二价铁盐溶于乙二醇中形成A溶液，将氢氧化钠溶于水中形成B溶液，再次，将固体1与A溶液充分搅拌，获得溶液C，最后，将B溶液和C溶液混合，混合溶液在一定微波功率下冷却回流反应，待反应冷却之后，将样品离心、乙醇洗涤、干燥，获得产品，本发明通过对凹凸棒石粘土采用酸化处理，与磁铁矿通过微波辅助的方式合成一种基于凹凸棒石改性制备的蓝藻磁捕剂，所用材料为环境友好，相较于其他磁捕剂成本较低，适宜大规模生产，具有工艺简便、快速节能、产品环境友好的特点。

技术领域

本发明涉及纳米复合材料制备技术领域，特别涉及一种基于凹凸棒石改性制备的蓝藻磁捕剂的制备方法。

背景技术

随着科学技术的发展，被人类所利用的淡水资源增多，由于我国工农业和城镇化进程的迅速发展，生活污水和工业废水的排放量也日益增加，但由于相关排污措施进行的不到位，导致大量废水未经处理或处理未达标就排入天然水体中，而废水中含有大量的营养物质如氮、磷等，这些物质加速了水体的富营养化，使水体氧气含量降低，蓝藻大量生长，引起水质恶化，严重时耗尽水中氧气而造成鱼类的死亡。更为严重的是，蓝藻中有些种类(如微囊藻)还会产生微囊藻毒素，MCs除了直接对鱼类、人畜产生毒害之外，也是肝癌的重要诱因。此外，蓝藻中的项圈藻可快速产生致死因子，破坏养殖对象的鳃组织，干扰其新陈代谢的正常进行，麻痹神经，使其死亡。蓝藻中个别种不但活体带毒，而且死亡个体分解会产生生物毒素——蓝藻毒素(如微囊藻毒素)。蓝藻毒素量多时可直接造成养殖对象中毒死亡；即使数量少，也可通过食物链积累效应危害养殖对象，直至危害人体。

目前我国处理蓝藻的技术主要为人工捕捞、机械除藻、化学除藻、物理除、磁捕船除藻等除藻技术。人工捕捞收集手段落后、效率低、费用高；机械除藻会对下流水域造成污染，维护成本高；化学除藻方法治标不治本，易对水体造成二次污染；物理除藻方法也都存在效率低、不能大规模除藻等弊端,距离实际应用存在一定差距。由于磁捕船技术对大面积除藻有着快速、高效等优势，从而被广泛应用。磁捕船技术的核心是高性能磁捕剂的研发，目前，高效的磁捕剂一般成本较高，因此开发高效、低成本的蓝藻处理磁捕剂具有广泛的市场需求和良好的应用前景。

凹凸棒石是一种具链层状结构的含水富镁铝硅酸盐粘土矿物，具有大比表面积、轻量、多孔、吸附性等特点，有着广泛的应用。酸处理被经常用来增加粘土的表面积，以获得具有多孔和活性位点的固体材料。在凹凸棒石酸化的过程中，通过酸化处理可除去分布于凹凸棒石粘土孔道中的杂质，使孔道疏通，增大孔容积。令酸化后的凹凸棒石与磁铁矿结合，形成蓝藻磁捕剂，吸附于蓝藻表面，使得蓝藻凝聚成团，通过磁力实现蓝藻与水体的分离。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种基于凹凸棒石改性制备的蓝藻磁捕剂的制备方法，能够快速制备基于凹凸棒石改性的蓝藻磁捕剂，适宜大规模生产，具有原料经济、工艺简便、快速节能、产品环境友好的特点。

为了达到上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种基于凹凸棒石改性制备的蓝藻磁捕剂的制备方法，步骤如下：

步骤1：将凹凸棒石粘土矿物与摩尔浓度为5mol/L的无机酸按照固液比(g/mL)1:4混合，静置24h，将产物离心、洗涤、干燥获得固体1；

步骤2：将可溶性三价铁盐和可溶性二价铁盐按摩尔比例(1.5-2.5):1溶于乙二醇中形成A溶液，固液比为0.1-0.5g/mL；将氢氧化钠溶于水中形成B溶液，固液比为0.1-0.5g/mL，氢氧化钠与三价铁盐的摩尔比为(4-6):1；

步骤3:将步骤1所得固体1与步骤2中所得A溶液按照固固比0.3-5(g/g)充分搅拌15-30min，获得溶液C；

步骤4：将步骤2所得B溶液和步骤3所得C溶液混合，混合溶液在一定微波功率下冷却回流反应；