一种磁性吸附材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供一种磁性吸附材料及其制备方法和应用。所述磁性吸附材料包括交联组分，由衣康酸、丙烯酰胺和N

【技术实现步骤摘要】
一种磁性吸附材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于吸附材料领域，具体包含一种磁性吸附材料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]随着工农业的迅速发展，重金属污染是我国环境污染的重大问题之一，对人体健康和生态系统都有着极大的危害。重金属具有不可降解性且易在人体内蓄积，是具有致癌性的污染物。在痕量重金属分析检测领域，对样品进行高效富集净化是使样品可采用各类终端检测，并提高其检测灵敏度的有效手段，因此设计开发可用于重金属富集净化的技术和新材料是重金属分析检测领域研究的热点和难点。重金属常用的富集净化方法有微生物降解法、絮凝沉降法、电化学法以及吸附法等，其中吸附法具有处理速度快、污染物残留浓度低、操作简单等特点。
[0003]磁性吸附材料在具有较强吸附能力的同时，还具有从固相或液相中快速分离的特点。例如：肖劲光等(公开号：CN111085170B)公开了一种生物炭磁性吸附材料在去除重金属镉的应用，其在制备过程中需将初成品于500
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600℃热解1
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1.5h，制备繁琐，且只针对重金属镉进行了研究。蒋彩云等(公开号：CN102716721B)公开了一种用Fe3O4/Ag磁性核壳纳米材料处理含铅废水的新方法，采用磁性纳米材料作为基体，利用没食子酸作为功能基团对其进行改性，利用该材料可以达到高效去除废水中铅离子的目的，但没有表明对其他重金属离子有明显的去除作用。霍志保等(公开号：CN106334527A)公开了一种多乙烯多胺改性生物质基磁性重金属吸附剂的制备方法，其方法包括水热反应条件为160
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190℃下反应4
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16h，合成条件较为苛刻，此吸附剂可对铅、镉、铜离子具有吸附性能。这些磁性吸附材料的制备方法普遍合成条件较为苛刻，或只能吸附单一的重金属离子。除此之外，很多磁性吸附材料的原料价格较高，导致其制备成本普遍较高。
[0004]因此，开发一种反应条件温和、原料成本低廉，可高效吸附一种或多种重金属离子的新型吸附材料，具有重要的理论意义和应用价值。

技术实现思路

[0005]鉴于现有技术中存在的上述问题，本专利技术的第一个目的在于提供一种磁性吸附材料。
[0006]本专利技术的第二个目的在于提供一种制备如上所述磁性吸附材料的方法。
[0007]本专利技术的第三个目的在于提供一种包含如上所述磁性吸附材料的重金属富集试剂盒。
[0008]本专利技术的第四个目的在于提供一种谷物中重金属含量检测的前处理方法。
[0009]本专利技术的第五个目的在于提供一种对重金属富集净化方法。
[0010]为实现以上第一个目的，本专利技术所采用的技术方案包括：
[0011]本专利技术公开一种磁性吸附材料，所述磁性吸附材料包括
[0012]交联组分，由衣康酸、丙烯酰胺和N
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烯丙基硫脲组成；
[0013]功能组分，由交联剂和引发剂组成；
[0014]以及磁性组分，由磁性Fe3O4颗粒组成；
[0015]所述交联组分在功能组分的作用下交联包埋所述磁性组分；
[0016]其中，所述衣康酸、丙烯酰胺和N
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烯丙基硫脲的摩尔比为1
‑
5:1:1；
[0017]所述交联组分、交联剂和引发剂的摩尔比为3
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7:0.3
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2:0.002
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0.02；
[0018]所述交联组分与磁性组分的摩尔比为3
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7:0.3
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1.5。
[0019]本专利技术针对现有技术中存在的磁性吸附材料制备步骤繁琐，条件苛刻或吸附重金属种类单一等问题，提供了一种新型磁性吸附材料及制备该磁性吸附材料的方法，该磁性吸附材料是通过引发三种可聚合单体交联并包埋磁性Fe3O4颗粒制备得到，该制备方法操作简单，原料成本低廉，合成条件温和，有利于工业化生产，且采用此法制备的磁性吸附材料含有羧基、氨基、硫脲等多种官能团，可同时吸附镉、铅、砷、汞等多种限量关注的重金属元素，此外通过磁性吸附材料的原料配方调整以及产生的协同效应实现了高效吸附重金属离子的目的，并且配合特定的洗脱剂实现了高效洗脱，因此，本专利技术的技术方案为重金属污染的去除、重金属离子的富集以及谷物重金属检测的前处理过程提供了一种高效的磁性吸附材料。
[0020]进一步，所述衣康酸、丙烯酰胺和N
‑
烯丙基硫脲的摩尔比可以为1:1:1、2:1:1、3:1:1、4:1:1或5:1:1等等，或任意两比例形成的区间；优选地，当所述衣康酸、丙烯酰胺和N
‑
烯丙基硫脲的摩尔比为1:1:1时，制备得到的磁性吸附材料对Cd、Pb、As和Hg四种元素的综合吸附效果最好。
[0021]当确定了衣康酸、丙烯酰胺和N
‑
烯丙基硫脲最优的摩尔比后，进一步考虑所述交联组分与交联剂和引发剂的比例关系，示例性地，所述交联组分、交联剂和引发剂的摩尔比还可以为3:0.5
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2:0.002
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0.02、3:1
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2:0.002
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0.02、3:0.5
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1:0.002
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0.02、3:0.5
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2:0.002
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0.015、3:0.5
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2:0.002
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0.01、3:0.5
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2:0.002
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0.005、3:0.5
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2:0.005
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0.02、3:0.5
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2:0.005
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0.015、3:0.5
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2:0.005
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0.01、3:0.5
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2:0.01
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0.02、3:0.5
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2:0.01
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0.015、3:0.5
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2:0.015
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0.02、3:1
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2:0.002
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0.015、3:1
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2:0.002
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0.01、3:1
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2:0.002
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0.005、3:1
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2:0.005
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0.02、3:1
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2:0.005
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0.015、3:1
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2:0.005
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0.01、3:1
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2:0.01
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0.02、3:1
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2:0.01
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0.015、3:1
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2:0.015
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0.02、3:0.5
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1:0.002
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0.015、3:0本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种磁性吸附材料，其特征在于，所述磁性吸附材料包括交联组分，由衣康酸、丙烯酰胺和N
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烯丙基硫脲组成；功能组分，由交联剂和引发剂组成；以及磁性组分，由磁性Fe3O4颗粒组成；所述交联组分在功能组分的作用下交联包埋所述磁性组分；其中，所述衣康酸、丙烯酰胺和N
‑
烯丙基硫脲的摩尔比为1
‑
5:1:1；所述交联组分、交联剂和引发剂的摩尔比为3
‑
7:0.3
‑
2:0.002
‑
0.02；所述交联组分与磁性组分的摩尔比为3
‑
7:0.3
‑
1.5。2.根据权利要求1所述的磁性吸附材料，其特征在于，所述衣康酸、丙烯酰胺和N
‑
烯丙基硫脲的摩尔比为1:1:1；所述交联组分、交联剂和引发剂的摩尔比为3:2:0.02；所述交联组分与磁性组分的摩尔比为3:1。3.根据权利要求1所述的磁性吸附材料，其特征在于，所述交联剂选自N,N
’‑
亚甲基双丙烯酰胺；优选地，所述引发剂包括偶氮二异丁腈、偶氮二异丁酸二甲酯、过硫酸铵、过硫酸钾、过氧化苯甲酰和过氧化苯甲酰叔丁酯中的一种或多种。4.如权利要求1
‑
3任一项所述的磁性吸附材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：在惰性气氛中，将交联组分、磁性组分、交联剂按比例加入，然后再加入溶剂，搅拌均匀后加入引发剂，加热至反应温度进行反应，反应结束后经洗涤、干燥，得到所述磁性吸附材料。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述反应温度为60
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80℃，反应时间为6
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24h。6.一种重金属富集试剂盒，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王玥，周明慧，陈曦，王松雪，伍燕湘，田巍，张洁琼，杨鸣赫，
申请(专利权)人：国家粮食和物资储备局科学研究院，
类型：发明
国别省市：