[发明专利]一种磁性淀粉复合吸附剂制备方法及应用

说明书

本发明公开了一种制备磁性淀粉吸附剂的方法和应用，该制备方法为：将1‑乙烯基咪唑和氯乙酸按一定比例混合，制备得到阳离子液体，得到固体洗净烘干后再加入过硫酸钾作引发剂聚合得到聚离子液体。将聚离子液体和淀粉混合形成悬浮液，搅拌使其混合均匀后加入Fe₃O₄纳米粒子，聚离子液体、淀粉和Fe₃O₄按一定质量比混合。最后把得到的混合物经过冷冻干燥后再烘干得到磁性淀粉复合吸附剂。本发明方法具有成本低、反应条件易控制、耗能低等优点，且制备的磁性吸附剂具有高吸附效能、分散性好、易分离等优点。可将该磁性淀粉吸附剂应用于处理污水中的重金属离子和染料。因此在污水处理、分离科学等方面有很好的应用前景。

技术领域

本发明涉及环境修复新材料领域技术领域，具体来说是一种磁性淀粉复合吸附剂制备方法及应用。

背景技术

近年来,随着快速工业化的发展，含有染料和重金属的污水给环境带来了很大的负担,同时废水中溶解的重金属铬离子和染料经过水体中各种生物链富集，最终由水产品经由食物链进入人体，引起流鼻涕、打喷嚏、瘙痒、鼻出血等，严重时使人体循环系统衰竭给人体健康带来严重的影响。不仅对人类健康有害，还影响着生态，经济，政治等等。因此，去除水中的重金属离子和染料已成为亟待解决的问题，迫切需要找到低碳，经济且简单的方法来改善存在的废水污染。处理废水中重金属离子的方法主要有化学沉淀法、氧化还原法、离子交换法、电解法、膜分离法等，但这些方法的价格都非常昂贵，也会带来二次污染。其中吸附法由于操作方法简便，处理效果较理想，已经成为去除重金属离子及染料引起的水体污染的的主要方法之一，其关键之处在于选择高效绿色的吸附剂。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种基于工艺简单、低成本、易获取和可磁性分离再生利用的新型磁性复合材料的制备方法，具有高效、节能、绿色环保的优点，该复合材料具有同时去除污染水体的染料和重金属离子的特征。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种磁性淀粉复合吸附剂制备方法，步骤包括：

(1)聚离子液体的制备

1-乙烯基咪唑和氯乙酸以摩尔比1：1～4比例混合，在100mL圆底烧瓶中反应，以50mL乙腈作为溶剂，在N₂条件下加热至70～90℃搅拌24h，冷却后用乙腈洗涤，在70℃条件下烘干得白色固体，即为离子液体；

称量5g离子液体,加入5mL水溶解固体，再加入一定量过硫酸钾，在90～110℃N₂条件反应8h，冷却后除去水，最后用乙酸乙酯洗3次，真空干燥箱中80℃烘干得到聚离子液体；

(2)聚离子液体、淀粉和Fe₃O₄复合材料的制备

聚离子液体和淀粉按质量比为1:1～8比例加入圆底烧瓶中，在90℃条件下反应0.5h后使其混合均匀，然后在混合溶液中加入1.56g Fe₃O₄，温度升到65℃反应24h，反应结束后倒入模具中使其厚度小于1cm，冰箱中冷冻24小时，冷冻后的样品进行冷冻干燥，冷冻干燥后在真空干燥箱80℃干燥2h,然后升温105℃干燥2h,最后在130℃干燥1.5h得磁性复合吸附剂。

进一步的，步骤(1)中，所述1-乙烯基咪唑和氯乙酸以摩尔比1:1～3。

进一步的，步骤(1)中，所述N₂条件下加热至75～90℃。

进一步的，步骤(1)中，所述过硫酸钾加入量为离子液体的1～3％。

进一步的，步骤(2)中，所述聚离子液体和淀粉质量比为1:1～7。

进一步的，所述聚离子液体和淀粉质量比为1:1～5。