微球及其制备方法和应用技术

本发明专利技术实施例公开了一种微球及其制备方法和应用，属于非金属矿深加工和吸附材料制备技术领域。本发明专利技术公开的微球包括：内核和包裹所述内核的钙外壳；所述内核包括黏土、多糖、纤维素粉末和植酸，所述多糖和所述植酸发生交联反应，所述植酸、所述多糖、所述黏土和所述纤维素粉末复合形成所述内核；所述钙外壳包括与所述多糖发生交联反应的钙离子。本发明专利技术将黏土、纤维素粉末引入到微球中，可以提升污染物吸附效率、增加微球的强度的同时，还具备可回收的优点。优点。优点。

【技术实现步骤摘要】
微球及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及非金属矿深加工和吸附材料制备
，尤其涉及一种微球及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]重金属、染料等有害污染物的过度排放引起了越来越严重的水污染问题，不仅严重危害生态系统安全和人类的生命健康，而且还加剧了清洁淡水的供给危机。为此，对废水中污染物进行无害化处理，进而得到干净的淡水，成为人们持续追求的目标。吸附法由于具有操作简单、成本低、吸附剂易于设计调控以及对污染物去除彻底等优势，在废水净化领域显示出巨大的应用潜力。
[0003]现有吸附剂存在对污染物去除效率低、不可回收利用和强度低的缺点。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术提供了一种微球及其制备方法和应用，用于解决现有技术中微球的强度差，不可回收利用，而且对染料等污染物的去除率低的问题。
[0005]本专利技术第一方面保护一种微球，包括：内核和包裹所述内核的钙外壳。
[0006]所述内核包括黏土、多糖、纤维素粉末和植酸，所述多糖和所述植酸发生交联反应，所述植酸、所述多糖、所述黏土和所述纤维素粉末复合形成所述内核。
[0007]所述钙外壳包括与所述多糖发生交联反应的钙离子。
[0008]所述微球中，所述黏土的质量分数为35％～65％，所述多糖的质量分数为20％～55％，所述纤维素粉末的质量分数为5％～10％，所述植酸的质量分数为5％～20％。
[0009]本专利技术第二方面保护一种微球的制备方法，包括如下步骤：
[0010]将黏土、纤维素粉末、植酸和多糖溶解于溶剂中，形成前驱体溶液。
[0011]将所述前驱体溶液形成前驱体液滴，使所述前驱体液滴滴加到氯化钙水溶液中，所述前驱体液滴的外表面结合钙离子，形成微囊。
[0012]将所述微囊加热，所述前驱体液滴中的所述植酸和所述多糖发生交联反应，所述植酸、所述多糖、所述黏土和所述纤维素粉末复合形成内核；所述前驱体液滴中的所述多糖与所述钙离子发生交联反应，形成钙外壳，得所述微球。
[0013]所述微球中，所述黏土的质量分数为35％～65％，所述多糖的质量分数为20％～55％，所述纤维素粉末的质量分数为5％～10％，所述植酸的质量分数为5％～20％。
[0014]本专利技术第三方面保护一种微球在吸附水中污染物中的应用。
[0015]实施本专利技术实施例，将具有如下有益效果：
[0016]本专利技术实施例通过将多糖、纤维素粉末、植酸与黏土相结合，其中，多糖、纤维素粉末和黏土都具有吸附性，微球相较单纯组份黏土能够显著提高吸附容量，提高污染物的去除效率；通过使植酸与多糖发生交联反应包裹黏土，不仅提高微球的强度，而且增大微球的体积，便于回收；通过在内核中掺杂纤维素粉末，纤维素粉末形成网络结构，也能提高微球
的强度；通过在外层设置与多糖发生交联反应的钙外壳，进一步增加微球的强度。高强度的微球便于回收再利用，环境友好。
附图说明
[0017]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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0018]其中：
[0019]图1是本专利技术一具体实施例制备的微球Super
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CS1和微球Super
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CS3的红外光谱图。
[0020]图2是本专利技术一具体实施例制备的微球与黏土对比的XRD图谱，其中，a是累托石，b是海泡石，c是微球Super
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CS1，d是微球Super
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CS3。
[0021]图3是本专利技术一具体实施例制备的微球Super
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CS1的扫描电镜图。
[0022]图4是本专利技术一具体实施例制备的微球Super
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CS3的扫描电镜图。
[0023]图5是本专利技术一具体实施例制备的微球Super
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CS1对浓度为100mg/L的亚甲基蓝和浓度为100mg/L的Pb(II)共混溶液吸附后亚甲基蓝溶液的吸光度变化曲线图和溶液的表观颜色变化照片。
[0024]图6是本专利技术一具体实施例制备的微球Super
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CS1对浓度为100mg/L的亚甲基蓝和浓度为100mg/L的Pb(II)共混溶液吸附后Pb(II)离子的去除率曲线图。
[0025]图7是本专利技术一具体实施例制备的微球Super
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CS1对浓度为50mg/L亚甲基蓝和浓度为300mg/L的Pb(II)共混溶液吸附后亚甲基蓝溶液的吸光度变化曲线图和溶液的表观颜色变化照片。
[0026]图8是本专利技术一具体实施例制备的微球Super
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CS1对浓度为50mg/L亚甲基蓝和浓度为300mg/L的Pb(II)共混溶液吸附后Pb(II)离子的去除率曲线图。
具体实施方式
[0027]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。
[0028]本专利技术公开了一种微球，包括：内核和包裹内核的钙外壳。钙外壳增加了微球的强度，提升了微球的稳定性。内核包括黏土、多糖、纤维素粉末和植酸，多糖和植酸发生交联反应，植酸、多糖、黏土和纤维素粉末复合形成内核。钙外壳包括与多糖发生交联反应的钙离子，钙离子与多糖发生交联反应，提升钙外壳和内核的结合度，进一步提高了微球的强度和稳定性。
[0029]微球中，黏土的质量分数为35％～65％，多糖的质量分数为20％～55％，纤维素粉末的质量分数为5％～10％，植酸的质量分数为5％～20％。
[0030]黏土的矿物储量丰富、来源广泛、成本低廉，具有较高的表面积和离子交换容量，
因而对低浓度污染物的去除率较高。将黏土以质量分数为35％～65％的比例引入到微球中，不仅可以结合有机吸附剂吸附容量高和污染物去除率高的优势，得到高效的废水净化吸附微球，而且黏土的价格低廉，使用黏土可以显著降低成本。此外，在植酸和多糖发生交联反应中加入黏土和纤维素粉末，有效增强聚合物网络结构，增加了内核的强度；同时，钙外壳中的钙离子也与多糖发生交联反应，使内核和钙外壳结合牢固，进一步提升了微球整体的强度。因此，微球既具备高强度的特点，也具有对低浓度污染物的去除率高的特性，还具有成本低的优势。另外，多糖、纤维素粉末和黏土均为无毒无害的天然原材料，具有环境友好的优势，使用后不会对环境造成二次污染。
[0031]在一个具体实施例中，微球的粒径为0.1mm～2mm。微球的粒径大，易于回收，但是，粒径大的微球的比表面积小，吸附效果差。因此，微球的粒径限定为0.1m本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种微球，其特征在于，包括：内核和包裹所述内核的钙外壳；所述内核包括黏土、多糖、纤维素粉末和植酸，所述多糖和所述植酸发生交联反应，所述植酸、所述多糖、所述黏土和所述纤维素粉末复合形成所述内核；所述钙外壳包括与所述多糖发生交联反应的钙离子；所述微球中，所述黏土的质量分数为35％～65％，所述多糖的质量分数为20％～55％，所述纤维素粉末的质量分数为5％～10％，所述植酸的质量分数为5％～20％。2.根据权利要求1所述的微球，其特征在于，所述微球的粒径为0.1mm～2mm。3.根据权利要求1或2所述的微球，其特征在于，所述黏土的粒径为1μm～76μm。4.根据权利要求3所述的微球，其特征在于，所述纤维素粉末为柠条纤维素粉末，所述柠条纤维素粉末的粒径为1μm～100μm。5.根据权利要求4所述的微球，其特征在于，所述黏土选自累托石、海泡石、凹凸棒石、伊蒙黏土、高岭石、埃洛石、伊利石、蛭石、黑云母和水滑石等天然黏土中的一种或两种以上；所述多糖选自海藻酸钠、卡拉胶、琼脂多糖、黄原胶、羧甲基壳聚糖、羧甲基纤维素钠、欧车前胶、果胶和瓜尔胶等天然多糖的一种或两种以上。6.一种微球的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将黏土、纤维素粉末、植酸和多糖溶解于溶剂中，形成前驱体溶液；将...

【专利技术属性】
技术研发人员：王文波，王雪，张寰，冯科，马文远，刘翔宇，邹欣悦，
申请(专利权)人：内蒙古大学，
类型：发明
国别省市：