[发明专利]一种镧负载壳聚糖磁性微球复合物及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种镧负载壳聚糖磁性微球复合物及其制备方法与应用。它的制备方法，包括如下步骤：1)对壳聚糖溶液进行酸化处理，得到酸性壳聚糖溶液；2)将所述酸性壳聚糖溶液与FeSO₄/FeCl₃溶液混合并搅拌，得到Fe/壳聚糖混合液；3)将镧盐溶液与所述Fe/壳聚糖混合液混合并搅拌，得到La/Fe/壳聚糖混合液；4)将所述La/Fe/壳聚糖混合液逐滴加入到碱性溶液中并搅拌，得到碱性镧负载磁性壳聚糖微球；5)对所述碱性镧负载磁性壳聚糖微球清洗，即得到镧负载壳聚糖磁性微球复合物。本发明解决了吸附剂难回收及吸附性差的问题，并且本发明吸附剂的性能提高。

技术领域

本发明涉及一种镧负载壳聚糖磁性微球复合物及其制备方法与应用，属于无机-有机复合材料的制备领域。

背景技术

随着农业、工业的不断发展及人口的不断膨胀，由此产生大量的含氮、磷等的工业废水及生活废水(农药、洗涤液、化肥等)排入河流域湖泊，导致水体中溶解氧降低，水质严重恶化，水体生态平衡遭到破坏，同时微生物分解产生的有毒物质大量地积累。目前，全球约30％-40％的湖泊及水库存在着不同程度的富营养化。而我国的湖泊富营养化状态更加严重，已有近75％的水体发生不同程度的富营养化。大部分地区的饮用水来源于地表水，而长期饮用含磷的水可导致人体骨质疏松，下颌骨坏死等病变。全球水体富营养化程度逐年加重，成为一项亟待解决的问题。因此，水体中磷浓度的控制及去除成为有效治理水体富营养化的的重要一环。

在诸多的方法中，吸附法是去除水体中溶解态磷的最常用且最有效的方法之一。吸附法主要是利用固体吸附剂的物理/化学吸附性能，去除富营养化水体中磷。常用的吸附剂包括活性炭，金属氧化物(氧化铝，氧化铁等)，沸石，工业废渣，分子筛和壳聚糖等。其中，壳聚糖是自然界中第二大可再生资源，并且是广泛存在的天然高分子化合物，具备安全无毒，可生物降解性能。壳聚糖由甲壳素脱N-乙酰基组成的无毒害的大分子聚合物，分子链上含大量活泼的羟基、氨基、乙酰氨基、呋喃环和氧桥等活性配位基团。壳聚糖分子中的氨基和羟基也决定了它是一种高分子鳌合剂，与磷酸根、硝酸根等非金属阴离子进行螯合，被普遍地用于处理阴离子污染物，重金属及有机物等领域。近几年来，由于稀土元素镧具有较强的磷固定能力(LaPO₄的溶度积常数K_sp＝3.7×10^-23)，较宽的适用pH值范围，较为低廉的价格等优点，已逐渐成为水体中去除磷领域研究的热点，不断受到全球研究者的广泛关注。本研究针对壳聚糖本身存在着密度小，回收难，吸附容量低的问题，为了提高其吸附性能及可回收性，选择镧元素(金属镧具有比表面积大，水溶性好和吸附率高等优点，与壳聚糖及其衍生物和膨润土等均具有较好生物相容性，故常被用于修饰改性这些物质)与四氧化三铁(磁性载体)作为其改良物，通过四氧化三铁与镧的复合，同时借助于壳聚糖的粘性，形成大小均匀的微球，既可一定程度上实现吸附剂中活性成分的有效分散，同时达到材料易回收及高吸附容量的目的，对协同处理富营养化水体具有极其重要的价值与意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种镧负载壳聚糖磁性微球复合物及其制备方法与应用，本发明解决了吸附剂难回收及吸附性差的问题，并且本发明吸附剂的性能提高。

本发明提供的一种镧负载壳聚糖磁性微球复合物的制备方法，包括如下步骤：1)对壳聚糖溶液进行酸化处理，得到酸性壳聚糖溶液；

2)将所述酸性壳聚糖溶液与FeSO₄/FeCl₃溶液混合并搅拌，得到Fe/壳聚糖混合液；

3)将镧盐溶液与所述Fe/壳聚糖混合液混合并搅拌，得到La/Fe/壳聚糖混合液；

4)将所述La/Fe/壳聚糖混合液逐滴加入到碱性溶液中并搅拌，得到碱性镧负载磁性壳聚糖微球；

5)对所述碱性镧负载磁性壳聚糖微球清洗，即得到镧负载壳聚糖磁性微球复合物。