[发明专利]磁性吸附剂及其制备方法和用途

说明书

本发明涉及磁性吸附剂及其制备方法和用途，采用溶剂热还原法合成粒度为400nm的Fe₃O₄微球作为基体，先在基体表面包覆一层SiO₂，然后再接枝硅烷偶联剂AAAPTS，最后嫁接功能性官能团丁二酸酐，制得Fe₃O₄‑SiO₂‑AAAPTS‑Di的磁性吸附剂，用来富集分离水溶液中的Th。该方法得到的磁性吸附剂因具有选择性，从而可以作为离子印记聚合物的前体，具有优良的应用前景。并且可以通过一定的化学方法合成相应离子印记聚合物，实现水相中目标离子Th的简单、快速、高效选择性分离。

技术领域

本发明涉及一种磁性吸附剂及其制备方法和用途，特别是基于Fe₃O₄-SiO₂-AAAPTS-Di的材料及其制备方法和用途。

背景技术

重金属离子和放射性金属离子对水体的污染日益加重，从水样中去除放射性核素的主要方法有萃取法、沉淀/共沉淀法、离子交换法、膜分离法、电沉积法、反渗透法、吸附法等，其中吸附法是一种简单、高效的方法，可纳为重点研究范围。吸附材料按材料组分或材料来源可分为多种吸附材料，其中经过改性的磁性纳米材料稳定性高、不易水解，为具有特定官能团的聚合物或表面活性剂，能够实现对目标分析物的选择性吸附。对于Th的吸附目前国内外已有一些相关研究，申请公布号为CN103130216A的发明专利公开了本发明公开了一种大规模制备氧化石墨烯的方法及对水中钍选择性吸附，属于核废物中放射性废水处理及环境保护技术领域。具体步骤是：采用氧化剂对石墨进行氧化，加入水和浓盐酸，经聚结、沉降、倾倒、过滤、水洗、干燥后得到氧化石墨，经超声波剥离后，得到单层氧化石墨烯水分散液。该方法可作为固相吸附剂用于水中钍元素的吸附。胡建邦等利用化学共沉淀法制备了Fe₃O₄磁性纳米粒子，依次用正硅酸乙酯(TEOS)和3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)进行表面修饰，制备了表面氨基化改性的Fe₃O₄/SiO₂复合粒子，对水溶液中的U(VI)进行吸附，结果表明,吸附率由未改性前的Fe₃O₄颗粒的84.2％提升到98.6％。ChenJ.P.等以SiO₂包裹的Fe₃O₄为磁核，表面分别接枝修饰离子液[BMIM]PF₆,[HMIM]PF₆与[OMIM]PF₆，合成了三种磁性吸附剂，随后联用高效液相色谱对食品中的罗丹明B进行分离检测。结果表明Fe₃O₄/SiO₂/[OMIM]PF₆对罗丹明B的吸附速率最快,最佳条件下，预富因子达25,吸附上的罗丹明B可用乙醇洗脱。实验线性范围为0.5-150ug/L，检测限为0.08ug/L，相关系数为0.9999，相对标准偏差为0.51％。此离子液修饰的磁性吸附材料最高可被重复利用10次，此法已被成功应用于食品中罗丹明B的检测和分析。因此，在Th的废液处理中，对水相中目标离子Th实现简单、快速、经济高效的选择性分离是非常具有现实意义的。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出一种基于Fe₃O₄-SiO₂-AAAPTS-Di(后面简写为Di-Fe₃O₄)磁性吸附剂及其制备方法和用途。

本发明的一种磁性吸附剂，其特征在于所述的吸附剂为Fe₃O₄-SiO₂-AAAPTS-丁二酸酐，其化学结构式如下式(1)所示：