[发明专利]胺基修饰的Fe3O4@SiO2复合微粒处理水体中重金属离子的方法

说明书

技术领域

本发明属于无机材料和水处理技术中的重金属分离范围，主要涉及利用具有配位功能的胺基Fe₃O₄@SiO₂复合微粒处理微污染水中重金属离子方面的应用。

背景技术

随着人类社会对重金属资源需求量迅速增长，在生产、加工和使用过程中产生大量含重金属的废水，如工矿企业、冶金、化工、电池制造业、电镀等多种工业行业的生产废水都含有重金属，排放到水体引起水质的污染。大多数金属离子易被水中悬浮颗粒所吸附而沉淀于水底的沉积层中，长期污染水体。某些重金属能在生物体内以及农作物组织内富集、累积，并通过食物链的作用，使重金属在人体内富集而中毒，甚至导致死亡。因此，重金属污染物的处理技术成为一个国内外环保领域研究的热点。

目前，水体中的重金属处理方法主要有化学法、膜分离法、重金属捕集剂法、植物修复法、生物法和吸附法等。研究表明，上述处理方法分别存在一定的局限，如去除效果不理想、能耗高或膜材料易受污染等，而吸附法具有高效低能耗、操作方便、无二次污染等特点，特别适用于处理含低浓度金属离子的废水，也是目前应用最为广泛的方法之一。

吸附法是利用多孔性的固体物质，使水中的一种或多种物质被吸附在固体表面而除去的方法。用于处理含重金属离子废水的吸附剂有：离子交换树脂、壳聚糖、矿渣、硅藻土、海泡石、膨润土和硅基磷块岩等。吸附法处理重金属废水适用范围广，不会造成二次污染，但普通的吸附剂吸附后分离困难。Fe₃O₄@SiO₂复合微粒是具有特殊的磁性能，高度分散性的纳米微粒，其在信息技术、生物医学领域具有广阔的应用，如高密度信息储存、靶向药物、控制释放、磁共振造影剂、固定化酶、细胞和DNA分离技术等，而在环境工程领域用于污染物质的分离与处理方面的应用还未见报道。

发明内容

本发明的目的是针对现有吸附方法的缺点，提供一种胺基修饰的Fe₃O₄@SiO₂复合微粒去除水体中重金属离子污染物的应用。

本发明的另一目的是提供一种胺基修饰的Fe₃O₄@SiO₂复合微粒去除水体中重金属离子污染物的方法。

本发明的目的可以通过以下措施达到：

胺基修饰的Fe₃O₄@SiO₂复合微粒去除水体中重金属离子污染物的应用。一种具体的利用胺基修饰的Fe₃O₄@SiO₂复合微粒处理水体中重金属离子的方法为：将胺基修饰的Fe₃O₄@SiO₂复合微粒在在弱酸性或中性左右的条件下(优选pH4～8)对水中的重金属离子进行吸附去除，吸附时间为30min～24h，温度为288～318K。水中重金属离子的初始浓度为10～100mg/L，吸附剂的用量可根据具体情况调节，优选吸附剂与微污染水质量比为1:2000～1:5000。其中胺基修饰的Fe₃O₄@SiO₂复合微粒由以下方法制得：将Fe₃O₄@SiO₂复合微粒分散于溶剂中后，与硅烷试剂在100℃～120℃(优选105℃～110℃)下反应，洗涤，干燥。