掺杂钴二氧化钛的磁性交联壳聚糖吸附剂的制备方法技术

本发明专利技术涉及掺杂钴二氧化钛的磁性交联壳聚糖吸附剂的制备方法，第一步，制备磁性壳聚糖；第二步，对磁性壳聚糖进行交联改性；第三步，制备掺杂钴二氧化钛的磁性交联壳聚糖吸附剂。同现有技术相比，通过本发明专利技术提供的制备方法制得的掺杂钴二氧化钛的磁性交联壳聚糖吸附剂，克服了粉末状材料易聚集、易失活、较难回收和再利用等缺点，同时具有吸附效果好，无污染、可操作性强的优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及废水处理领域，具体涉及掺杂钴二氧化钛的磁性交联壳聚糖吸附剂的制备方法。
技术介绍
中国是有机磷农药的生产和使用大国。对难降解的有机磷农药废水的有效处理的研究具有非常重要的现实意义，有利于减少农业污染。目前，国内外对有机磷农药废水的处理主要采用生化法，如SBR、接触氧化法、厌氧折流板反应器等，但用此法处理后的农药废水中有机磷的含量仍很高，且其处理工艺复杂、费用较高，有时处理不当会造成二次污染。壳聚糖是性能优异的天然高分子材料之一，壳聚糖前体甲壳素广泛存在于虾蟹等甲壳类动物，是世界上仅次于纤维素的第二大类天然高分子化合物。但是，壳聚糖易溶于酸性溶液，稳定性差，这限制了它的应用范围。如果将壳聚糖进行交联，提高其在酸性溶液中的稳定性，就能拓宽壳聚糖的应用范围。利用光催化降解污染物越来越受到人们重视，在光催化氧化采用的半导体中，TiO2以其较高的光稳定性和反应活性以及价廉无毒等优点而得到广泛应用，在水处理和空气净化领域具有广阔的应用前景。
技术实现思路
本专利技术的目的在于：针对上述现有技术的不足，提供掺杂钴二氧化钛的磁性交联壳聚糖吸附剂的制备方法。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：第一步，制备磁性壳聚糖；第二步，对磁性壳聚糖进行交联改性；第三
步，制备掺杂钴二氧化钛的磁性交联壳聚糖吸附剂。所述方法进一步包括：(1)将壳聚糖溶于乙酸溶液中，制成壳聚糖乙酸溶液，然后将三价铁盐和二价铁盐溶于壳聚糖乙酸溶液中，搅拌1～5h使其混合均匀，并放置0.3～3小时；将乙酸乙酯加入到质量分数为30％的NaOH溶液中，混合均匀，制成含乙酸乙酯的NaOH溶液；将所得溶液用注射器缓缓滴入到含乙酸乙酯的NaOH溶液中，缓慢搅拌1～5h，使壳聚糖凝胶纳米微粒固化，将剩余含乙酸乙酯的NaOH溶液倒掉，形成的微粒用去离子水重复洗涤，一直到洗液成中性为止，得到磁性壳聚糖；(2)室温下，在0.5g磁性壳聚糖中加入质量浓度为3～5％的乙酸溶液12～13ml，待壳聚糖充分溶解后，再加入液体状的石蜡50～62.5ml，搅拌5～15分钟；升温至53～57℃，继续搅拌5～15分钟后滴加乳化剂span-800.08～0.12ml，搅拌下保温乳化5～15分钟；继续升温至58～62℃，加入1.3～2.0ml的甲醛搅拌反应1～2小时；所得物呈透明状；滴加质量分数为4～6％的NaOH溶液，升温至68～72℃，滴加环氧氯丙烷1.3～3.0ml，搅拌反应4～6小时；过滤后水洗，干燥至恒重，得磁性交联壳聚糖；(3)以纳米掺杂钴二氧化钛为催化剂、磁性交联壳聚糖为载体制得的复合；再用聚乙烯醇和海藻酸钠对其进行包埋、制成掺杂钴二氧化钛的磁性交联壳聚糖吸附剂。所述步骤(1)中的乙酸乙酯与质量分数为30％的NaOH溶液的体积比为(1～10)：50。所述步骤(1)中的三价铁盐与二价铁盐的摩尔比为(2～5)：2。所述步骤(3)中的聚乙烯醇：海藻酸钠：复合粉体质量比6：1：7。所述步骤(3)中的对复合的固化处理中采用的是含1～10％CaCl2的饱和硼酸溶液，以质量百分含量计。同现有技术相比，本专利技术的有益效果为：(1)本专利技术克服了粉末状材料易聚集、易失活、较难回收和再利用等缺点；(2)本方法所制得的掺杂钴二氧化钛的磁性交联壳聚糖吸附剂，吸附效果好，同时具有无污染、可操作性强的优点。具体实施方式本专利技术实施方式主要提供掺杂钴二氧化钛的磁性交联壳聚糖吸附剂的制备方法及其用于处理含磷废水，为便于很好的理解，下面结合具体实施例对本专利技术作进一步说明，但本专利技术的内容并不限于此。实施例1(1)将壳聚糖溶于乙酸溶液中，制成壳聚糖乙酸溶液，然后将三价铁盐和二价铁盐溶于壳聚糖乙酸溶液中，搅拌1h使其混合均匀，并放置0.3小时；将乙酸乙酯加入到质量分数为30％的NaOH溶液中，混合均匀，制成含乙酸乙酯的NaOH溶液；将该溶液用注射器缓缓滴入到含乙酸乙酯的NaOH溶液中，缓慢搅拌1h，使壳聚糖凝胶纳米微粒固化，将剩余含乙酸乙酯的NaOH溶液倒掉，形成的微粒用去离子水重复洗涤，一直到洗液成中性为止，得到磁性壳聚糖；(2)室温下，在0.5g磁性壳聚糖中加入质量浓度为3％的乙酸溶液12ml，待壳聚糖充分溶解后，再加入液体状的石蜡50ml，搅拌5分钟；升温至53℃，
继续搅拌5分钟后滴加乳化剂span-800.08ml，搅拌下保温乳化5分钟；继续升温至58℃，加入1.3ml的甲醛搅拌反应1小时；所得物呈透明状；滴加质量分数为4％的NaOH溶液，升温至68℃，滴加环氧氯丙烷1.3ml，搅拌反应4小时；过滤后水洗，干燥至恒重，得磁性交联壳聚糖。(3)称取一定量的Ti(SO4)2固体中溶入100mL蒸馏水，按物质的量的比为100:1慢慢加入CoCl2固体，在转速100r/min磁力搅拌下形成0.5mol·L-1的Ti(SO4)2溶液，溶液稍静置后倒入100mL不锈钢(内杯为聚四氟乙烯)的洁净的高压釜，溶液的最大体积不超过高压釜体积的75％，烘箱从环境温度开始升温到达150℃后加热反应6h，冷却至室温后取出玻璃基板，经去离子水洗、无水乙醇洗后，自然干燥得到掺杂钴的纳米二氧化钛粉体；将掺有钴的纳米TiO2粉体和壳聚糖按1:1比例混合,加入20mol·L-1的NaOH置于磁力搅拌器上转速100r/min充分搅拌使之均匀混合。将混合液移至高压釜中,密封后放入烘箱,设定温度100℃,恒温反应12h。将反应产物取出后离心洗涤至中性,再改用无水乙醇离心洗涤。将产物放入烘箱在40℃烘干1h，再放干燥器内或自然干燥48h，制得掺杂钴二氧化钛的磁性交联壳聚糖吸附剂。实施例2(1)将壳聚糖溶于乙酸溶液中，制成壳聚糖乙酸溶液，然后将三价铁盐和二价铁盐溶于壳聚糖乙酸溶液中，搅拌1h使其混合均匀，并放置0.3小时；将乙酸乙酯加入到质量分数为30％的NaOH溶液中，混合均匀，制成含乙酸乙酯的NaOH溶液；将该溶液用注射器缓缓滴入到含乙酸乙酯的NaOH溶液中，缓慢搅拌1h，使壳聚糖凝胶纳米微粒固化，将剩余含乙酸乙酯的NaOH溶液倒掉，形成的微粒用去离子水重复洗涤，一直到洗液成中性为止，得到
磁性壳聚糖；(2)室温下，在0.5g磁性壳聚糖中加入质量浓度为5％的乙酸溶液13ml，待壳聚糖充分溶解后，再加入液体状的石蜡62.5ml，搅拌15分钟；升温至57℃，继续搅拌15分钟后滴加乳化剂span-800.12ml，搅拌下保温乳化15分钟；继续升温至62℃，加入2.0ml的甲醛搅拌反应2小时；所得物呈透明状；滴加质量分数为6％的NaOH溶液，升温至72℃，滴加环氧氯丙烷3.0ml，搅拌反应6小时；过滤后水洗，干燥至恒重，得磁性交联壳聚糖。(3)称取一定量的Ti(SO4)2固体中溶入100mL蒸馏水，按物质的量的比为100:1慢慢加入CoCl2固体，在转速100r/min磁力搅拌下形成0.5mol·L-1的Ti(SO4)2溶液，溶液稍静置后倒入100mL不锈钢(内杯为聚四氟乙烯)的洁净的高压釜，溶液的最大体积不超过高压釜体积的75％，烘箱从环境温度开始升温到达150℃后加热反应6h，冷却至室温后取出玻璃基板，经去离子水洗、无水乙醇洗后，自然干燥得到掺杂钴的纳米二氧化钛粉体；将掺有钴的纳米TiO2粉体和壳聚糖按1本文档来自技高网...

【技术保护点】
掺杂钴二氧化钛的磁性交联壳聚糖吸附剂的制备方法，其特征在于：该方法的制备步骤是：第一步，制备磁性壳聚糖；第二步，对磁性壳聚糖进行交联改性；第三步，制备掺杂钴二氧化钛的磁性交联壳聚糖吸附剂。

【技术特征摘要】
1.掺杂钴二氧化钛的磁性交联壳聚糖吸附剂的制备方法，其特征在于：该方法的制备步骤是：第一步，制备磁性壳聚糖；第二步，对磁性壳聚糖进行交联改性；第三步，制备掺杂钴二氧化钛的磁性交联壳聚糖吸附剂。2.根据权利要求1所述的掺杂钴二氧化钛的磁性交联壳聚糖吸附剂的制备方法，其特征在于：第一步，制备磁性壳聚糖包括以下步骤：(1)将壳聚糖溶于乙酸溶液中，制成壳聚糖乙酸溶液，然后将三价铁盐和二价铁盐溶于壳聚糖乙酸溶液中，搅拌1～5h使其混合均匀，并放置0.3～3小时；(2)将乙酸乙酯加入到质量分数为30％的NaOH溶液中，混合均匀，制成含乙酸乙酯的NaOH溶液；(3)将步骤(1)所得溶液用注射器缓缓滴入到含乙酸乙酯的NaOH溶液中，缓慢搅拌1～5h，使壳聚糖凝胶纳米微粒固化，将剩余含乙酸乙酯的NaOH溶液倒掉，形成的微粒用去离子水重复洗涤，一直到洗液成中性为止，得到磁性壳聚糖。3.根据权利要求1所述的掺杂钴二氧化钛的磁性交联壳聚糖吸附剂的制备方法，其特征在于：第二步，对磁性壳聚糖进行交联改性包括以下步骤：(1)室温下，在0.5g磁性壳聚糖中加入质量浓度为3～5％的乙酸溶液12～13ml，待壳聚糖充分溶解后，再加入液体状的石蜡50～62.5ml，搅拌5～15分钟；升温至53～57℃，继续搅拌5～15分钟后滴加乳化剂span-800.08～0.12ml，搅拌下保温乳化5～15分...

【专利技术属性】
技术研发人员：苗兴，
申请(专利权)人：西安以锵电子科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61