[发明专利]一种环糊精修饰的磁性空心微胶囊吸附材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种制备方法，具体是一种环糊精修饰的磁性空心微胶囊吸附材料的制备方法。

背景技术

近年来，研究人员大力致力于发展有效的水中污染物去除方法。微囊广泛应用于药物的缓释方面，但是对于水体中污染物的吸附及去除却鲜少有提及。然而，微囊作为吸附和运输污染物的载体具有许多显著的特性。其中，磁响应型微胶囊因其具有可回收再利用的特性而受到人们的广泛关注。为了获得尺寸均匀的微胶囊和所需性质，常以Pickering乳液作为模板制备空心微胶囊。然而，基于Pickering乳液技术制备磁响应型微胶囊却鲜有报道。此外，由于油污染物和水溶性污染物亲疏水性质截然不同，目前所发明的大部分微胶囊仅能用于去除水体中的一种污染物，即油污染物或水溶性污染物。而由于当前的水体污染多为混合污染物，污染源种类多且性质复杂，这就要求迫切发明一种可同时去除水体中多种复合污染物的吸附材料。

Pickering乳液是以固体粒子为乳化剂稳定的油水乳液。作为Pickering乳液的乳化剂，这些固体粒子可通过表面嫁接，吸附和自组装等方式获得独特的表面特性。我们采用环糊精修饰的磁性纳米粒子作为Pickering乳液的稳定剂，进而以获得的Pickering乳液为模板，通过蒸发内部油相制备空心微胶囊，前人尚未报道。本专利发明的磁性空心微囊能够同时去除水体中的水溶性污染物（染料分子和重金属离子）和油性污染物，充分表明它们在废水处理方面具有巨大的应用潜力和价值。

发明内容

本发明的目的在于提供一种环糊精修饰的磁性空心微胶囊吸附材料的制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种环糊精修饰的磁性空心微胶囊吸附材料的制备方法，包括如下步骤：

（1）水热法合成磁性四氧化三铁纳米粒子

将六水合氯化铁、醋酸钠以及柠檬酸钠逐步加入乙二醇中，相继溶解，在室温下，磁力搅拌30分钟后，将已经完全溶解的溶液转移到聚四氟乙烯高压反应釜中，控制反应温度在200～250℃下反应10小时，反应釜冷却至室温后，获得磁性四氧化三铁纳米粒子，用去离子水洗涤多次，真空干燥获得样品；

（2）溶胶-凝胶法制备四氧化三铁@二氧化硅纳米粒子

首先将步骤（1）中制备的磁性四氧化三铁纳米粒子与去离子水、氨水和乙醇溶液混合，在室温条件下超声4小时，混合均匀后备用，然后，将硅酸四乙酯溶解在乙醇中，最后，将混合均匀的硅酸四乙酯/乙醇混合溶液注射到四氧化三铁悬浮液中，注射间隔为每十分钟一次，同时维持超声条件不间断，待注射完毕之后将混合物再超声90分钟，得到的产物用乙醇反复洗涤；

（3）环糊精修饰的磁性纳米粒子的制备

首先将步骤（2）获得的四氧化铁@二氧化硅粒子在氨丙基三乙氧基硅烷类改性剂或聚醚酰亚胺PEI类改性剂的甲醇溶液中反应30分钟，从而获得硅烷修饰的磁性四氧化三铁纳米粒子，使其带有正电，将所制备样品使用乙醇反复洗涤之后，在室温条件下干燥，将磁性四氧化三铁纳米粒子与不同浓度的环糊精溶液混合，混合物在室温条件下超声10分钟，基于静电相互作用，获得环糊精修饰的磁性四氧化三铁纳米粒子悬浮溶液；

（4）环糊精修饰的磁性空心微胶囊的制备

首先将环糊精修饰的磁性纳米粒子悬浮在水溶液之中，再将其作为乳化剂从而获得稳定的水包油型Pickering乳液，其中油相可以为十四烷、十六烷、苯乙烯或其它正构烷烃中的任一种，油水比例为范围为1:5～1:1，高速搅拌后获得稳定Pickering乳液，将制备好的乳液转移到真空干燥箱之中，80℃以上真空干燥一定时间后使油相蒸发掉，获得磁性空心微胶囊。

作为本发明进一步的方案：所述磁性四氧化三铁纳米粒子为四氧化三铁@二氧化硅-NH₂。

作为本发明进一步的方案：所述不同浓度的环糊精的浓度为1%～10%。

作为本发明进一步的方案：所述步骤（1）中磁性四氧化三铁的制备方法也包含共沉淀法、溶胶-凝胶法、微乳液法、多元醇还原法和沉淀氧化法。

作为本发明进一步的方案：所述步骤（2）中四氧化三铁@二氧化硅纳米粒子的制备方法也包括气相沉积法、沉淀法、微乳液法和水热合成法。

作为本发明进一步的方案：所述步骤（3）中环糊精修饰的磁性纳米粒子的制备也包括采用形成共价键方法在四氧化三铁@二氧化硅纳米粒子表面修饰环糊精分子，环糊精分子能够为α、β、γ型环糊精中的任一种类型。