[发明专利]一种磁性凝胶球吸附材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种磁性凝胶球吸附材料及其制备方法，通过物理双交联的方式，在硼酸和可溶性钙盐作为双交联剂下，聚乙烯醇与硼酸，海藻酸盐与可溶性钙盐分别交联形成三维双交联结构，并且将腐植酸盐掺杂剂掺杂进双交联网络结构中，最终生成磁性凝胶球吸附材料。本发明合成的磁性凝胶球吸附材料，合成原料绿色环保，制备工艺简单，操作要求低，成本低廉，制备的吸附材料去除率高，易于分离，稳定性好且可循环使用，可满足实际生产的需求。

技术领域

本发明属于材料研发与制备技术领域，具体涉及一种磁性凝胶球吸附材料及其制备方法。

背景技术

传统吸附材料包括活性炭，粘土，沸石和生物质材料等常规的吸附材料，其常以粉末的形态使用，这就使得最终的吸附材料分离十分困难。传统吸附材料往往存在吸附效率低，稳定性差，分离困难，不能循环使用的缺点，现代社会发展迅猛，环境问题遭遇前所未有的挑战。

为解决现有吸附材料实际污染问题，研发吸附效率高，稳定性好，易于分离且可循环使用的吸附材料势在必行。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种磁性凝胶球吸附材料及其制备方法，本发明合成原料绿色环保，制备工艺简单，操作要求低，成本低廉，制备的吸附材料去除率高，易于分离，稳定性好且可循环使用，可满足实际生产的需求。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种磁性凝胶球吸附材料，由聚乙烯醇溶液、海藻酸盐溶液、磁性掺杂剂水分散液、硼酸溶液和可溶性钙盐溶液通过物理双交联法制备得到，其中，聚乙烯醇、海藻酸盐、磁性掺杂剂、硼酸、可溶性钙盐的质量比为(1-2)：(0.3-0.6)：(0.1-0.5)：(5-8)：(4-6)。

进一步的，所述海藻酸盐为海藻酸钠或海藻酸铵；所述磁性掺杂剂为腐植酸盐包覆四氧化三铁。

本发明还提供一种磁性凝胶球吸附材料的制备方法，具体步骤如下：

S1制备磁性掺杂剂水分散液；

S2将海藻酸盐溶液和聚乙烯醇溶液混合均匀得到第一前驱体，将掺杂剂水分散液加入第一前驱体中混合均匀，得到第二前驱体；

S3制备硼酸可溶性钙盐溶液，将第二前驱体滴加在硼酸可溶性钙盐溶液中，搅拌均匀进行固化交联，过滤得到第三前驱体；

S4冲洗第三前驱体，并在相同条件下将第三前驱体进行反复冷冻、解冻得到第四前驱体，将第四前驱体冻干，得到磁性凝胶球吸附材料。

进一步的，所述磁性掺杂剂由去离子水、四水合氯化亚铁、六水合氯化铁、质量分数25％的氨水和腐植酸盐混合制成，其质量比为(50-100)：(1-2)：(2.5-5.2)：(5-10)：(0.5-1)，所述腐植酸盐为腐植酸钠和腐植酸钾。

进一步的，步骤S2中，所述海藻酸盐溶液和聚乙烯醇溶液采用机械搅拌进行混合，搅拌转速为120r/min-150r/min，搅拌温度为40℃-60℃。

进一步的，步骤S2中，所述掺杂剂水分散液和第一前驱体采用机械搅拌进行混合，所述搅拌时间为2h-4h。

进一步的，步骤S3中，所述硼酸可溶性钙盐溶液由质量比1:1的可溶性钙盐溶液和硼酸溶液制成，所述可溶性钙盐为氯化钙或碳酸氢钙或磷酸二氢钙，所述搅拌采用磁力搅拌，所述固化交联的时间为6h-12h。

进一步的，步骤S4中，所述冲洗采用水和乙醇各冲洗3次-5次，所述冷冻在-4℃—-10℃中冷冻12h，所述解冻在室温条件下解冻12h，所述冷冻、解冻的次数为2次-4次。

进一步的，步骤S4中，所述冻干采用冷冻干燥机。

进一步的，将吸附污染物的磁性凝胶球吸附材料在0.1mol/L的硝酸溶液中浸泡，回收磁性凝胶球吸附材料。