一种磁性淀粉复合吸附剂制备方法及应用技术

本发明专利技术公开了一种制备磁性淀粉吸附剂的方法和应用，该制备方法为：将1‑乙烯基咪唑和氯乙酸按一定比例混合，制备得到阳离子液体，得到固体洗净烘干后再加入过硫酸钾作引发剂聚合得到聚离子液体。将聚离子液体和淀粉混合形成悬浮液，搅拌使其混合均匀后加入Fe

【技术实现步骤摘要】
一种磁性淀粉复合吸附剂制备方法及应用
本专利技术涉及环境修复新材料领域
，具体来说是一种磁性淀粉复合吸附剂制备方法及应用。
技术介绍
近年来,随着快速工业化的发展，含有染料和重金属的污水给环境带来了很大的负担,同时废水中溶解的重金属铬离子和染料经过水体中各种生物链富集，最终由水产品经由食物链进入人体，引起流鼻涕、打喷嚏、瘙痒、鼻出血等，严重时使人体循环系统衰竭给人体健康带来严重的影响。不仅对人类健康有害，还影响着生态，经济，政治等等。因此，去除水中的重金属离子和染料已成为亟待解决的问题，迫切需要找到低碳，经济且简单的方法来改善存在的废水污染。处理废水中重金属离子的方法主要有化学沉淀法、氧化还原法、离子交换法、电解法、膜分离法等，但这些方法的价格都非常昂贵，也会带来二次污染。其中吸附法由于操作方法简便，处理效果较理想，已经成为去除重金属离子及染料引起的水体污染的的主要方法之一，其关键之处在于选择高效绿色的吸附剂。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供一种基于工艺简单、低成本、易获取和可磁性分离再生利用的新型磁性复合材料的制备方法，具有高效、节能、绿色环保的优点，该复合材料具有同时去除污染水体的染料和重金属离子的特征。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种磁性淀粉复合吸附剂制备方法，步骤包括：(1)聚离子液体的制备1-乙烯基咪唑和氯乙酸以摩尔比1：1～4比例混合，在100mL圆底烧瓶中反应，以50mL乙腈作为溶剂，在N2条件下加热至70～90℃搅拌24h，冷却后用乙腈洗涤，在70℃条件下烘干得白色固体，即为离子液体；称量5g离子液体,加入5mL水溶解固体，再加入一定量过硫酸钾，在90～110℃N2条件反应8h，冷却后除去水，最后用乙酸乙酯洗3次，真空干燥箱中80℃烘干得到聚离子液体；(2)聚离子液体、淀粉和Fe3O4复合材料的制备聚离子液体和淀粉按质量比为1:1～8比例加入圆底烧瓶中，在90℃条件下反应0.5h后使其混合均匀，然后在混合溶液中加入1.56gFe3O4，温度升到65℃反应24h，反应结束后倒入模具中使其厚度小于1cm，冰箱中冷冻24小时，冷冻后的样品进行冷冻干燥，冷冻干燥后在真空干燥箱80℃干燥2h,然后升温105℃干燥2h,最后在130℃干燥1.5h得磁性复合吸附剂。进一步的，步骤(1)中，所述1-乙烯基咪唑和氯乙酸以摩尔比1:1～3。进一步的，步骤(1)中，所述N2条件下加热至75～90℃。进一步的，步骤(1)中，所述过硫酸钾加入量为离子液体的1～3％。进一步的，步骤(2)中，所述聚离子液体和淀粉质量比为1:1～7。进一步的，所述聚离子液体和淀粉质量比为1:1～5。本专利技术还提供一种磁性淀粉复合吸附剂及其在污水处理中的应用。本专利技术的有益技术效果是：本专利技术采用淀粉为原材料，淀粉是一种无毒无害，廉价易得，绿色环境的多糖生物材料，被广泛应用于食物、造纸、医药、石油等行业。淀粉结构中有大量羟基基团为淀粉的改性提供了良好的载体，经由改性的淀粉改变原有淀粉一些物理化学性质从而更加满足人类的需求。本专利技术提供了改性淀粉吸附剂的制备方法，制备了功能化磁性淀粉，并利用磁性淀粉去除重金属离子和染料。改性磁性淀粉吸附剂与淀粉相比具有高吸附量，具有一些均一的孔洞，是一类较理想的多孔吸附材料，加入磁性能利用外界磁场达到快速磁分离。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为溶液pH对六价铬吸附的影响；图2为吸附剂量对六价铬的吸附影响；图3为时间对六价铬的吸附的影响；图4为温度25℃对六价铬的吸附影响；图5为共存离子对六价铬吸附效果的影响；图6为溶液pH下对橙黄(II)吸附效果的影响；图7为吸附剂量对橙黄(II)吸附效果的影响；图8为吸附时间对橙黄(II)吸附效果的影响；图9为温度25℃对橙黄(II)吸附效果的影响；图10为测试NaCl、Na2SO4、Na3PO4三种离子存在下的pH值；图11为共存离子对六价铬吸附效果的影响；图12为磁性淀粉复合吸附剂磁滞曲线及吸附分离照片。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例中1-乙烯基咪唑、氯乙酸、过硫酸钾、橙黄(II)Fe3O4购自阿拉丁化学有限公司；乙酸乙酯、乙腈、氯化钠、硫酸钠、磷酸钠购自成都市科农化工试剂厂；淀粉购自四川友嘉食品有限公司。实施例1一种新型磁性淀粉复合吸附剂制备方法，步骤包括：(1)聚离子液体的制备1-乙烯基咪唑和氯乙酸以摩尔比1：1比例混合，在100mL圆底烧瓶中反应，以50mL乙腈作为溶剂，在N2条件下加热至70℃搅拌24h，冷却后用乙腈洗涤，在70℃条件下烘干得到白色固体，及为离子液体；称量5g离子液体,加入5mL水溶解固体，再加入离子液体1％的过硫酸钾，在N2条件下加热至90℃搅拌8h，冷却后除去水，最后用乙酸乙酯洗3次乙酸乙酯，最后在真空干燥箱中80℃烘干得到聚离子液体；(2)聚离子液体、淀粉和Fe3O4复合材料的制备聚离子液体和淀粉按质量比为1:1比例加入圆底烧瓶中，在90℃条件下反应0.5h后使其混合均匀，然后在混合溶液中加入1.56gFe3O4，温度升到65℃反应24h，反应结束后倒入模具中使其厚度小于1cm，冰箱中冷冻24小时，冷冻后的样品进行冷冻干燥，冷冻干燥后在真空干燥箱80℃干燥2h,然后升温105℃再干燥2h,最后在130℃干燥1.5h得到磁性复合吸附剂。实施例2一种新型磁性淀粉复合吸附剂制备方法，步骤包括：(1)聚离子液体的制备1-乙烯基咪唑和氯乙酸以摩尔比1：2比例混合至于圆底烧瓶中，以50mL乙腈作为溶剂，在N2条件下加热至75℃搅拌24h，冷却后用乙腈洗涤，在70℃条件下烘干得到白色固体，及为离子液体；称量5g离子液体,加入5mL水溶解固体，再离子液体2％的过硫酸钾，在N2条件下加热至100℃搅拌8h，冷却后除去水，最后用乙酸乙酯洗3次乙酸乙酯，最后在真空干燥箱中80℃烘干得到聚离子液体；(2)聚离子液体、淀粉和Fe3O4复合材料的制备聚离子液体和淀粉按质量比为1:4比例加入圆底烧瓶中，在90℃条件下反应0.5h后使其混合均匀，然后在混合溶液中加入1.56gFe3O4，温度升到65℃反应24h，反应结束后倒入模具中使其厚度小于1cm，冰箱中冷冻24小时，冷冻后的样品进行冷冻干燥，冷冻干燥后在真空干燥箱80℃干燥2h,然后升温105℃再干燥2h,最后在130℃干燥1.5h得到磁性复合吸附剂。实施例3一种新型磁性淀粉复合吸附剂制备方法，步骤包括：(1)聚离子液体的制备1-乙烯基咪唑和氯乙酸以摩尔比1：3比例混合至于圆底烧瓶中，以50mL乙腈作为溶剂，在N2条件下加热至80℃搅拌24h，冷却后用乙腈洗涤，在70℃条件下烘干得到白色固体，及为离子液本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种磁性淀粉复合吸附剂制备方法，其特征在于，步骤包括：(1)聚离子液体的制备1‑乙烯基咪唑和氯乙酸以摩尔比1：1～4比例混合，在100mL圆底烧瓶中反应，以50mL乙腈作为溶剂，在N

【技术特征摘要】
1.一种磁性淀粉复合吸附剂制备方法，其特征在于，步骤包括：(1)聚离子液体的制备1-乙烯基咪唑和氯乙酸以摩尔比1：1～4比例混合，在100mL圆底烧瓶中反应，以50mL乙腈作为溶剂，在N2条件下加热至70～90℃搅拌24h，冷却后用乙腈洗涤，在70℃条件下烘干得白色固体，即为离子液体；称量5g离子液体,加入5mL水溶解固体，再加入一定量过硫酸钾，在90～110℃N2条件反应8h，冷却后除去水，最后用乙酸乙酯洗3次，真空干燥箱中80℃烘干得到聚离子液体；(2)聚离子液体、淀粉和Fe3O4复合材料的制备聚离子液体和淀粉按质量比为1:1～8比例加入圆底烧瓶中，在90℃条件下反应0.5h后使其混合均匀，然后在混合溶液中加入1.56gFe3O4，温度升到65℃反应24h，反应结束后倒入模具中使其厚度小于1cm，冰箱中冷冻24小时，冷冻后的样品进行冷冻干燥，冷冻干燥后在真空干燥...

【专利技术属性】
技术研发人员：高和军，柳晓琴，廖运文，严毅，
申请(专利权)人：西华师范大学，
类型：发明
国别省市：四川,51