[发明专利]一种含磁性的淀粉水凝胶复合重金属吸附剂的制备方法

说明书

本发明提供一种含磁性的淀粉水凝胶复合重金属吸附剂的制备方法，包括以下步骤：将1‑乙烯基咪唑和氯乙酸混合，以乙腈作为溶剂，在氮气条件下加热搅拌，冷却后用乙腈洗涤，烘干得白色固体，加入水溶解固体，再加入过硫酸钾，氮气条件下反应，冷却后除去水，最后用乙酸乙酯洗涤，真空干燥得到聚离子液体；聚离子液体、改性淀粉和藻泥水凝胶按质量比加热反应使其混合均匀，然后再加入三氧化二铁，升温反应，倒入模具中使其厚度小于1cm，冷冻、冷冻干燥，真空干燥，升温干燥，保温干燥，得含磁性的淀粉水凝胶复合重金属吸附剂。本发明制备的吸附剂原料无毒无害，廉价易得，具有均一孔洞，吸附量高，且可实现快递磁分离。

技术领域

本发明属于重金属吸附剂材料技术领域，具体涉及一种含磁性的淀粉水凝胶复合重金属吸附剂的制备方法。

背景技术

世纪以来，由于科学技术、工业技术的急速发展，人类社会有了极大的进步。然而，随着现代经济的快速发展、工业化和城镇化的急速扩大，人类的活动，如工业污染，农业污染、生活污染、交通污染，对环境造成了巨大的伤害，其中一个重要的负面问题即是重金属污染。

重金属污染是指由于人类活动，致使环境中存在较高含量的重金属，从而对生物体产生毒害性，并造成生态系统恶化的现象。重金属是指密度大于4.5kg/dm3的金属元素，主要包括铅、汞、铬、镉、铁、镍、金、银、铜等约40余种。作为一类危害很大的污染物，重金属的污染过程具有来源广、可累积性、不可降解性和长期性等特点，它们不仅危害土壤和农田生态系统，造成农作物产量及品质的下降，还会污染地表水和地下水，含重金属的颗粒粉尘也会造成严重的大气污染，严重的重金属污染还会危及人类的生命和健康。

重金属废水处理技术主要分为化学法，如化学沉淀法、氧化还原法、化学浮选法等，生物法，如生物絮凝法、生物吸附法和植物修复法等，以及物理法，如蒸发浓缩、电解法、离子交换法、吸附法、膜分离法等。

吸附法在重金属废水处理方法中，吸附法的成本较低、简便易行，选用合适的吸附剂可提高对污染物的吸附量，并且无二次污染，是一种环境友好型的工艺方法。吸附法处理水中重金属离子主要是利用吸附材料的高比表面积和高孔隙率或者通过材料上的功能基团对重金属离子进行物理吸附或者化学吸附。目前，常用的吸附剂主要有活性炭、沸石、分子筛、吸附树脂、凹凸棒土、硅藻土等，但是都存在回收再利用难以及再强化处理等问题。

目前磁分离技术是借助磁场力的作用对磁性不同的物质进行分离，将磁分离技术运用于重金属废水处理中，能快速高效的进行分离回收，提高磁性吸附剂的吸附量和吸附性能显得十分必要。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种含磁性的淀粉水凝胶复合重金属吸附剂的制备方法，将淀粉、藻泥水泥胶作为主要原料，以聚离子液体作为溶剂，与三氧化二铁磁性粒子复合，制备得到吸附量高，分离性好的磁性重金属吸附剂。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种含磁性的淀粉水凝胶复合重金属吸附剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)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，在氮气条件下加热至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，即离子液体，称量5g离子液体加入5mL水溶解固体，再加入过硫酸钾，在90-110℃氮气条件下反应8h，冷却后除去水，最后用乙酸乙酯洗涤3次，真空干燥箱中80℃烘干得到聚离子液体；

(2)聚离子液体、改性淀粉和藻泥水凝胶按质量比为1:1-6：1-2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三氧化二铁，稳定升到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24h，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得含磁性的淀粉水凝胶复合重金属吸附剂。