一种纳米磁珠吸附中性红的方法技术

本发明专利技术涉及一种纳米磁珠吸附中性红的方法。随着印染工业的发展，大量染料废水进入我国水体环境，已成为威胁我国水环境安全的重要因素之一。中性红是一种常见的染料废水污染物，属于碱性吩嗪染料。磁性纳米磁珠具有高比表面积、良好的催化性能、无内部扩散阻力和磁性易分离等特点，可有效吸附染料分子。目前对于其处理主要有物理吸附法、化学处理法、生物处理法、碱减量废水处理方法。其中吸附法处理操作简单、使用方便、脱色效率高，是最为普遍的一种处理方法。本发明专利技术采用纳米磁珠吸附染料的新技术具有低成本、高效率、可再生等优点。

A method of adsorbing neutral red with nano magnetic beads

The invention relates to a method for adsorbing neutral red with nano magnetic beads. With the development of printing and dyeing industry, a large number of dye wastewater enters the water environment of our country, which has become one of the important factors threatening the safety of our water environment. Neutral red is a common contaminant of dye wastewater and belongs to the basic phenazine dye. Magnetic nanoparticles with high specific surface area, good catalytic performance, no internal diffusion resistance and magnetic separation characteristics, can effectively adsorb dye molecules. At present, there are mainly physical adsorption, chemical treatment, biological treatment, alkali reduction wastewater treatment methods. Among them, adsorption method is the most common one because of its simple operation, convenient use and high decolorization efficiency. The invention adopts a new technology of nanometer magnetic beads adsorbing dyes, which has the advantages of low cost, high efficiency and regeneration.

【技术实现步骤摘要】
一种纳米磁珠吸附中性红的方法
本专利技术属于纳米磁珠吸附染料
，具体涉及一种纳米磁珠吸附中性红的方法。
技术介绍
随着印染工业的发展，大量染料废水进入我国水体环境，已成为威胁我国水环境安全的重要因素之一。染料生产的基本原料多为苯系、萘系、吩嗪系、蒽醌、偶氮类、磺酸类化合物且在生产工艺过程多与盐类、金属等物质螯合，造成了染料废水多为高色度、高化学需氧量、“三致”毒性的难降解有机废水。其中，中性红是一种常见的染料废水污染物，属于碱性吩嗪染料。目前对于其处理主要有物理吸附法、化学处理法（混凝法、氧化法、电解法等）、生物处理法（厌氧-好氧生物转盘、厌氧-好氧-生物炭接触氧化法等）、碱减量废水处理方法。其中吸附法处理操作简单、使用方便、脱色效率高，是最为普遍的一种处理方法。磁性纳米材料是随着纳米材料的出现而逐渐发展起来的一种新型磁性材料，不仅具有纳米材料的优良特性，同时还具有强顺磁性，高磁化率等特性。目前已知的磁性材料主要有锰、钴、铁等金属氧化物及其复合物。其中，Fe3O4粒子由于其稳定性高、制备简单、超顺磁性、表面易于修饰和生物相容性好等特点，成为目前应用最广泛的纳米磁性材料之一。它们的性能和尺寸易于优化，非常利于研究。且可以通过一个外部的磁场，轻易地分离，这种“非接触式操作”为许多应用提供了巨大的优势。但磁性Fe3O4粒子比表面积较大，具有强烈的聚集倾向，很大程度上限制着磁性粒子的应用。因此有必要对其进行表面修饰来降低粒子表面能，使其具有更强的特性。环糊精（CDs）是一类由6～8个D-型吡喃葡萄糖以1,4-糖苷键首尾相连形成的环聚多糖分子，具有亲水的外壁和疏水的内腔。其特有的疏水空腔可以识别多种无机、有机、生物分子或离子，与其形成主-客体包结配合物或超分子复合物，所得复合物的物化性质得到大大改善。因此，利用β-环糊精磁性复合微球强的吸附性能，可实现对染料中性红的吸附，其研究对染料废水污染物的去除有着重大意义。同时，根据吸附包覆的中性红易溶于醇及β-环糊精磁性复合微球独特的吸附特点，该类型吸附剂具有潜在的可再生利用性，符合现代社会保护环境、节约资源的主题。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种纳米磁珠吸附中性红的方法，为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：本专利技术提供Fe3O4@β-环糊精纳米磁珠吸附中性红的方法，包括以下步骤。（1）中性红标准曲线的绘制。依次配制中性红浓度为1mg/L，3mg/L，5mg/L，7mg/L，9mg/L，11mg/L，13mg/L的溶液25mL，以25mL去离子水作空白对照，用紫外—可见分光光度计在400nm~700nm波长范围内扫描，选择最大吸收峰对应的波长作为工作波长，在选定的工作波长下测定上述各溶液的吸光度，以浓度为横坐标，吸光度为纵坐标，作图得到中性红标准曲线。（2）中性红初始浓度对吸附性能的影响。依次配制中性红初始浓度为5mg/L，9mg/L，13mg/L，17mg/L，21mg/L的溶液25mL，分别移取5mL至5个吸附小瓶，各加入31mg磁珠，于25℃（室温）边吸附边测定吸光度。通过测定吸光度，得到不同中性红初始浓度下到达吸附平衡的时间及平衡时染料浓度。（3）吸附温度对吸附性能的影响。配制中性红初始浓度为17mg/L的溶液，分别移取5mL至5个吸附小瓶加入30mg磁珠，分别于15℃，25℃，35℃，45℃，55℃温度下进行吸附实验，通过测定吸光度，得到不同温度下到达吸附平衡的时间及平衡时染料浓度。（4）磁珠用量对吸附性能的影响。配制中性红初始浓度为17mg/L的溶液，分别移取5mL至5个吸附小瓶，各加入10mg，20mg，30mg，40mg，50mg磁珠，于25℃（室温）下进行吸附实验，通过测定吸光度，得到不同温度下到达吸附平衡的时间及平衡时染料浓度。附图说明图1为中性红的标准曲线。图2中性红初始浓度对吸附性能的影响。图3温度对吸附性能的影响。图4磁珠用量对吸附性能的影响。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利技术进行详细说明。实施例1中性红标准曲线的绘制。依次配制中性红浓度为1mg/L，3mg/L，5mg/L，7mg/L，9mg/L，11mg/L，13mg/L的溶液25mL，以25mL去离子水作空白对照，用紫外—可见分光光度计在400nm~700nm波长范围内扫描，选择最大吸收峰对应的波长作为工作波长，在选定的工作波长下测定上述各溶液的吸光度，以浓度为横坐标，吸光度为纵坐标，作图得到中性红标准曲线。其线性关系为，R2=0.99794。实施例2中性红初始浓度对吸附性能的影响。依次配制中性红初始浓度为5mg/L，9mg/L，13mg/L，17mg/L，21mg/L的溶液25mL，分别移取5mL至5个吸附小瓶，各加入31mg磁珠，于25℃（室温）边吸附边测定吸光度。通过测定吸光度，得到不同中性红初始浓度下到达吸附平衡的时间及平衡时染料浓度。如图2所示，最初吸附速率较快，后达到吸附平衡后逐渐曲线趋于平缓。且随初始浓度的增高，Fe3O4@β-CD吸附量有较明显增加，当中性红初始浓度由5.63mg/L增至13.69mg/L时，平衡时Fe3O4@β-CD微球对中性红的去除量由4.67mg/L增至11.44mg/L，吸附去除率最高可达83.56%。实施例3吸附温度对吸附性能的影响。配制中性红初始浓度为17mg/L的溶液，分别移取5mL至5个吸附小瓶加入30mg磁珠，分别于15℃，25℃，35℃，45℃，55℃温度下进行吸附实验，通过测定吸光度，得到不同温度下到达吸附平衡的时间及平衡时染料浓度。如图3所示可以看出，随着温度升高，反应速率加快，但平衡吸附量减少，吸附性能下降。当温度由15℃升至55℃时，中性红去除量由11.68mg/L减至10.52mg/L，说明反应可能是自发热反应，升高温度使得吸附平衡逆向移动。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种纳米磁珠吸附中性红的方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）配制一定浓度的中性红溶液25 mL，加入适量的纳米磁珠，于25 ℃（室温）静置，取适量上清液用紫外‑可见分光光度计测定其吸光度，计算中性红达到吸附平衡的时间及平衡时间时染料浓度。

【技术特征摘要】
1.一种纳米磁珠吸附中性红的方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）配制一定浓度的中性红溶液25mL，加入适量的纳米磁珠，于25℃（室温）静置，取适量上清液用紫外-可见分光光度计测定其吸光度，计算中性红达到吸附平衡的时间及平衡时间时染料浓度。2.根据权利要求1所述的一种纳米磁珠吸附中性红的方法，其特征在于纳米磁珠为Fe3O4@β-环糊精型纳米磁珠。3.根据权利要求1所述的一种纳米磁珠吸附...

【专利技术属性】
技术研发人员：宁静恒，罗新，王敏，侯蓉，胡琼璨，
申请(专利权)人：长沙理工大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43