一种磁性复合物-氰化物分解酶复合纳米颗粒及制备方法及应用和采用其处理电镀废水方法技术

本发明专利技术公开了一种磁性复合物‑氰化物分解酶复合纳米颗粒及制备方法及应用和采用其处理电镀废水方法，复合纳米颗粒的制作原材料包括：尖晶石型铁磁体纳米颗粒、磁性氧化物纳米颗粒、SiO

【技术实现步骤摘要】
一种磁性复合物-氰化物分解酶复合纳米颗粒及制备方法及应用和采用其处理电镀废水方法
本专利技术属于电镀污水处理领域，尤其涉及一种磁性复合物-氰化物分解酶复合纳米颗粒及制备方法及应用和采用其处理电镀废水方法。
技术介绍
近年来，重金属废水的处理难题越来越被重视。每年排入水体的重金属污染物总量庞大，有研究发现近海流域的锌、铜、汞和镉都有不同程度超标，总重金属污染超标率达到62.9％。水体中的重金属种类复杂、形态各异并且难于治理，对环境产生严重威胁。电镀是产生重金属污染废水的主要行业之一，水环境中的重金属污染物绝大部分以沉积物和悬浮物的形式存在，易于由水相转入固相，在污水处理时，70％-90％的重金属离子通过吸附或沉淀迁移到污泥中。当水环境pH变为酸性时，沉积物中重金属离子析出，造成二次污染。电镀废水中Zn2+、Ni2+、Cu2+和六价铬等重金属含量较多且毒性大，这些重金属在污水中的变化数据显示，电镀行业重金属污染应该被着重关注。重金属进入人体，会因为富集作用而损伤身体，严重的可导致癌症；重金属污染使得土壤质量急剧降低，对农业生产有很大的影响；重金属污染也会导致水中生物大量死亡；同时，重金属污染会使工业化生产增加更多的处理成本。同时电镀废水中的氰化物以及其他COD也会影响水体对人体的健康的影响，现有技术主要采用微生物法、电絮凝法、电气浮法、芬顿法等方法处理电镀废水中的重金属离子、氰化物、COD等污染物，但是不同的金属离子，它们最佳沉淀时的pH值各不相同，因此处理含有多种重金属成份时，不便控制，往往达不到卫生标准，其次，底流污渣过滤后它们所含的重金属离子仍会再溶解出来，形成二次污染。申请号为201610017062.2的中国专利申请文件，公开了一种基于磁性可回收纳米吸附剂的含铬制革废水的治理方法，其制备的磁性可回收纳米颗粒仅仅利用了磁性氧化物进行氨基改性可以对含铬电镀废水中的铬离子进行吸附去除，并不能有效去除电镀废水中的其他重金属离子，且仅仅只针对金属离子铬这一污染物进行去除，并没有针对其他污染物，如氰化物、COD等有毒有害物质进行去除，且其不能针对不同的pH及温度环境进行分解处理电镀废水中的有机毒害物质。申请号为201910380119.9的中国专利申请文件公开了一种钛改性Fe3O4磁性纳米颗粒及其制备方法和应用，该方法中采用氧化沉淀法一步合成钛改性Fe3O4磁性纳米颗粒只能用于有机污染物(如亚甲基蓝、环丙沙星等)的去除，并不能去除污水中的重金属离子，且去除印染废水中的染料单一，不具有全面性和较宽的pH适用范围和温度适用范围，因此，急需一种能够全面有效的、再生能力好、具有较宽的pH适应范围和温度适应范围、可有效回收利用清除电镀废水中的重金属离子、氰化物、COD和印染废水中的有机染料的磁性复合物纳米颗粒材料。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种再生能力好、具有较宽的pH适应范围和温度适应范围、能够同时处理电镀废水中的重金属离子和氰化物和其他有机毒害物或印染废水中的染料，减少了絮凝剂的投放和使用的一种磁性复合物-氰化物分解酶复合纳米颗粒及其制备方法及应用和采用其处理电镀废水的方法。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种磁性复合物-氰化物分解酶复合纳米颗粒，按重量组份计，包括以下成分：尖晶石铁磁体纳米颗粒30份～40份；磁性氧化物纳米颗粒30份～40份；SiO2纳米颗粒15份～20份；氰化物分解酶50份～60份；第一高分子化合物20份～30份；第二高分子化合物20份～30份；用于磁性氧化物纳米颗粒表面环氧基化的硅烷5份～10份；用于尖晶石铁磁体纳米颗粒氨基改性的胺类化合物5份～10份；核苷单磷酸二钠盐2份～4份；N-2-羟乙基哌嗪-N'-2-乙基磺酸1份～2份；对硝基苯棕榈酸酯0.5份～1份；第一无机金属水合盐30份～40份；第二无机金属水合盐30份～40份；引发剂5份～8份；交联剂4份～6份。进一步地，所述尖晶石铁磁体纳米颗粒的分子式为(M1-xNx)A(MxN2-x)BO4，所述M元素为Cd、Mg、Cu、Co、Ag或Ni元素中的一种或几种，所述N元素为Fe、Cr、Zn、Mn，所述0≤x≤1，所述M1-xNx在尖晶石铁磁体纳米颗粒中占据A位，所述MxN2-x在尖晶石铁磁体纳米颗粒中占据B位，所述A位为尖晶石铁磁体纳米颗粒中的四面体位点，所述B位为尖晶石铁磁体纳米颗粒中的八面体位点。进一步地，所述尖晶石铁磁体纳米颗粒的制备方法，包括以下步骤：1)将所述M元素的无机水合盐和N元素的无机水合盐溶于50ml～100ml蒸馏水中，形成混合溶液，所述混合溶液中的M元素与N元素的摩尔比为1:2，于25℃～28℃下以转速160rpm～220rpm搅拌10min～15min；2)向所述步骤1)得到的混合溶液中逐滴滴加浓度为0.10M～0.15M的十二烷基三甲基溴化铵，以100rpm～120rpm转速搅拌至澄清溶液；3)向所述步骤2)得到的澄清溶液中加入浓度为2M～3M的碱液，以维持pH在11～13；4)以1mm～1.5mm波长、300MHz～500Hz频率于150℃～180℃下微波加热20min～30min；5)将所述步骤4)得到的物质于蒸馏水下清洗2次～3次，然后于200℃～300℃烘箱中烘干1h～1.5h，最后于500℃～600℃下退火1.5h～2h，得到所述尖晶石铁磁体纳米颗粒。进一步地，所述步骤3)中的碱液为NaOH、KOH或NH4OH中的一种或几种。进一步地，所述磁性氧化物纳米颗粒为Fe3O4、FeO、α-Fe2O3或γ-Fe2O3中的一种或几种。进一步地，所述磁性氧化物纳米颗粒的制备方法，包括以下步骤：1)将20份～30份重量份的的铁无机盐或铁无机水合盐溶于250ml～300ml蒸馏水中，于100rpm～150rpm下搅拌5min～10min，然后于350MHz～400MHz频率、35℃～45℃下微波加热30min～45min；2)向所述步骤1)得到的混合物中加入重量份60份～80份的乙二醇、重量份为2份～3份的十二烷基三甲基溴化铵以及250ml～300ml浓度为1.5M～2M的NaOH溶液，于25℃～28℃下以100rpm～150rpm搅拌10min～15min；3)将所述步骤2)得到的混合物于350MHz～400MHz频率、100℃～150℃、0.06bar～0.10bar压力下加热10min～20min，加热过程中以300rpm～400rpm转速不断搅拌；4)将所述步骤3)得到的混合物以5000rpm～8000rpm转速离心后，取沉淀以蒸馏水与乙醇交替清洗3次～5次，得到所述磁性氧化物纳米颗粒。进一步地，所述氰化物分解酶为腈水解酶、硫氰酸酶或β巯基丙酮酸转硫酶中的一种或几种。进一步地，所述用于磁性氧化物纳米颗粒表面环氧基化的硅烷为3-缩水甘油基丙基三甲本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种磁性复合物-氰化物分解酶复合纳米颗粒，其特征在于，按重量组份计，包括以下成分：/n尖晶石铁磁体纳米颗粒 30份～40份；/n磁性氧化物纳米颗粒 30份～40份；/nSiO

【技术特征摘要】
1.一种磁性复合物-氰化物分解酶复合纳米颗粒，其特征在于，按重量组份计，包括以下成分：
尖晶石铁磁体纳米颗粒30份～40份；
磁性氧化物纳米颗粒30份～40份；
SiO2纳米颗粒15份～20份；
氰化物分解酶50份～60份；
第一高分子化合物20份～30份；
第二高分子化合物20份～30份；
用于磁性氧化物纳米颗粒表面环氧基化的硅烷5份～10份；
用于尖晶石铁磁体纳米颗粒氨基改性的胺类化合物5份～10份；
核苷单磷酸二钠盐2份～4份；
N-2-羟乙基哌嗪-N'-2-乙基磺酸1份～2份；
对硝基苯棕榈酸酯0.5份～1份；
第一无机金属水合盐30份～40份；
第二无机金属水合盐30份～40份；
引发剂5份～8份；
交联剂4份～6份。


2.根据权利要求1所述的一种磁性复合物-氰化物分解酶复合纳米颗粒，其特征在于，所述尖晶石铁磁体纳米颗粒的分子式为(M1-xNx)A(MxN2-x)BO4，所述M元素为Cd、Mg、Cu、Co、Ag或Ni元素中的一种或几种，所述N元素为Fe、Cr、Zn、Mn，所述0≤x≤1，所述M1-xNx在尖晶石铁磁体纳米颗粒中占据A位，所述MxN2-x在尖晶石铁磁体纳米颗粒中占据B位，所述A位为尖晶石铁磁体纳米颗粒中的四面体位点，所述B位为尖晶石铁磁体纳米颗粒中的八面体位点；
优选地，所述尖晶石铁磁体纳米颗粒的制备方法，包括以下步骤：
1)将所述M元素的无机水合盐和N元素的无机水合盐溶于50ml～100ml蒸馏水中，形成混合溶液，所述混合溶液中的M元素与N元素的摩尔比为1:2，于25℃～28℃下以转速160rpm～220rpm搅拌10min～15min；
2)向所述步骤1)得到的混合溶液中逐滴滴加浓度为0.10M～0.15M的十二烷基三甲基溴化铵，以100rpm～120rpm转速搅拌至澄清溶液；
3)向所述步骤2)得到的澄清溶液中加入浓度为2M～3M的碱液，以维持pH在11～13；
4)以1mm～1.5mm波长、300MHz～500Hz频率于150℃～180℃下微波加热20min～30min；
5)将所述步骤4)得到的物质于蒸馏水下清洗2次～3次，然后于200℃～300℃烘箱中烘干1h～1.5h，最后于500℃～600℃下退火1.5h～2h，得到所述尖晶石铁磁体纳米颗粒；
优选地，所述步骤3)中的碱液为NaOH、KOH或NH4OH中的一种或几种。


3.根据权利要求1所述的一种磁性复合物-氰化物分解酶复合纳米颗粒，其特征在于，所述磁性氧化物纳米颗粒为Fe3O4、FeO、α-Fe2O3或γ-Fe2O3中的一种或几种；
优选地，所述磁性氧化物纳米颗粒的制备方法，包括以下步骤：
1)将20份～30份重量份的的铁无机盐或铁无机水合盐溶于250ml～300ml蒸馏水中，于100rpm～150rpm下搅拌5min～10min，然后于350MHz～400MHz频率、35℃～45℃下微波加热30min～45min；
2)向所述步骤1)得到的混合物中加入重量份60份～80份的乙二醇、重量份为2份～3份的十二烷基三甲基溴化铵以及250ml～300ml浓度为1.5M～2M的NaOH溶液，于25℃～28℃下以100rpm～150rpm搅拌10min～15min；
3)将所述步骤2)得到的混合物于350MHz～400MHz频率、100℃～150℃、0.06bar～0.10bar压力下加热10min～20min，加热过程中以300rpm～400rpm转速不断搅拌；
4)将所述步骤3)得到的混合物以5000rpm～8000rpm转速离心后，取沉淀以蒸馏水与乙醇交替清洗3次～5次，得到所述磁性氧化物纳米颗粒。


4.根据权利要求1所述的一种磁性复合物-氰化物分解酶复合纳米颗粒，其特征在于，所述氰化物分解酶为腈水解酶、硫氰酸酶或β巯基丙酮酸转硫酶中的一种或几种；
优选地，所述用于磁性氧化物纳米颗粒表面环氧基化的硅烷为3-缩水甘油基丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、3-巯基丙基三甲氧基硅烷、γ-(2.3环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷或γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的一种或几种；
优选地，所述用于尖晶石型铁磁体纳米颗粒氨基改性的胺类化合物为聚乙烯亚胺、乙醇胺、三(2-氨基乙基)胺或2,2-(亚乙基二氧基)双(乙胺)中的一种或几种。


5.根据权利要求1所述的一种磁性复合物-氰化物分解酶复合纳米颗粒，其特征在于，所述核苷单磷酸二钠盐为腺苷5'-单磷酸二钠盐、胞苷5'-单磷酸二钠盐或鸟苷5'-单磷酸二钠盐中的一种或几种；
优选地，所述第一无机金属水合盐中为Ni2+水合盐、Fe3+水合盐、Ag+水合盐、Cd2+水合盐或Al3+水合盐中的一种或几种；
优选地，所述第二无机金属水合盐中为Cu2+水合盐、Zn2+水合盐、Mg2+水合盐、Co3+水合盐或Ni2+水合盐中的一种或几种。


6.根据权利要求1所述的一种磁性复合物-氰化物分解酶复合纳米颗粒，其特征在于，所述第一高分子化合物为甲基丙烯酸缩水甘油酯、聚乳酸、聚乙烯醇、聚己内酯中的一种或几种；
优选地，所述第二高分子化合物为N-(异丁氧基甲基)丙烯酰胺、N,N'-亚甲基双丙烯酰胺或聚丙烯酰胺中的一种或几种。


7.根据权利要求1所述的一种磁性复合物-氰化物分解酶复合纳米颗粒，其特征在于，所述引发剂为2,2'-偶氮二(2-甲基丙腈)、正偶氮二异丁脒盐酸盐、过氧化苯甲酰或2,2'-偶氮双[2-(2-咪唑啉-2-基)丙烷]二盐酸盐中的一种或几...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢传建，
申请(专利权)人：杭州传一科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33