一种利用离子印记技术制备磁性壳聚糖基固体镓离子吸附剂的方法技术

本发明专利技术提供了一种利用离子印记技术制备磁性壳聚糖基固体镓离子吸附剂的方法，涉及吸附材料技术领域

【技术实现步骤摘要】
一种利用离子印记技术制备磁性壳聚糖基固体镓离子吸附剂的方法


[0001]本专利技术涉及吸附材料
，特别是涉及一种利用离子印记技术制备磁性壳聚糖基固体镓离子吸附剂的方法
。

技术介绍

[0002]目前分离镓的主要方法包括离子交换法
、
溶剂萃取法
、
氯化分离法和电沉积分离法
。
离子交换分离法具有工艺要求低
、
金属选择性高的优点，但所需的分离时间较长；溶剂萃取法具有分离速度快
、
选择性强
、
效率高等优点
。
但存在萃取效果不稳定
、
萃取剂容易乳化
、
污染环境和成本高的缺点；氯化分离法是一种有效实现稀散金属富集和分离的方法，该方法操作简便，但是反应过程不易控制，反应过程中生成的气体具有强腐蚀性，会使生产设备的使用寿命大幅缩短，并且产生的毒害气体会造成环境污染，因此该方法目前只停留在实验室阶段；电沉积分离法因具有流程简单，能直接回收高纯度的单质金属而得到广泛关注
。
但在浸出过程中会产生大量有毒有害气体
HCl
，并且会消耗大量的
H2O2。
同时，在电沉积的过程中阳极会生成毒性极大的氯气，这些问题严重阻碍了该方法的工业化生产应用
。
[0003]目前用于制备
IIPs
吸附剂的部分载体多为人工合成的无机多孔材料，功能单体多具有毒性，这无形中提高了生产成本并可能导致环境污染，因此急需开发无污染
、
价格低
、
来源广的天然矿物和生物材料为载体，设计研发新型无毒且高选择性功能单体，持续推进绿色低碳循环技术
。

技术实现思路

[0004]为了解决上述问题，本专利技术提供了一种利用离子印记技术制备磁性壳聚糖基固体镓离子吸附剂的方法，壳聚糖是仅次于纤维素的第二大天然生物高聚物，分子中含有大量氨基和羟基，具有吸附容量大
、
来源广泛
、
无毒易降解等优点，壳聚糖不同于其它载体，其在制备过程中既可作为功能单体又可作为载体，具有双重作用，持续推进绿色低碳循环技术
。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0006]本专利技术提供了一种利用离子印记技术制备磁性壳聚糖基固体镓离子吸附剂的方法，包括以下步骤：
[0007]1)
将壳聚糖溶液与氯化镓溶液混合，得到混合液；
[0008]2)
将所述步骤
1)
得到的混合液与四氧化三铁
、
环氧氯丙烷混合，调节
pH
值为
10.0
后进行交联反应，得到交联反应物；
[0009]3)
除去步骤
2)
得到的交联反应物中的镓离子并调节
pH
值至中性，干燥后得到磁性壳聚糖基固体镓离子吸附剂
。
[0010]优选的，所述步骤
1)
壳聚糖溶液中壳聚糖的质量与氯化镓溶液的体积比为
0.4g:20ml。
[0011]优选的，所述氯化镓溶液的浓度为
2g/L。
[0012]优选的，所述步骤
1)
混合的条件包括：时间为
6h
，转速为
1500r/min。
[0013]优选的，所述步骤
2)
四氧化三铁的质量与环氧氯丙烷的体积
、
步骤
1)
氯化镓溶液的体积比为
0.5:2ml:20ml。
[0014]优选的，所述步骤
2)
交联反应的条件包括：温度为
30℃
，时间为
3h
，转速为
1200r/min。
[0015]优选的，使用
EDTA
‑
2Na
除去交联反应物中的镓离子
。
[0016]优选的，所述步骤
3)
干燥的条件包括：温度为
50℃
，时间为
48h。
[0017]本专利技术提供了一种上述技术方案所述的制备方法制备得到的磁性壳聚糖基固体镓离子吸附剂
。
[0018]本专利技术还提供了上述技术方案所述的磁性壳聚糖基固体镓离子吸附剂在吸附镓离子中的应用
。
[0019]本专利技术的有益效果为：
[0020]壳聚糖是仅次于纤维素的第二大天然生物高聚物，分子中含有大量氨基和羟基，具有吸附容量大
、
来源广泛
、
无毒易降解等优点，壳聚糖不同于其它载体，其在制备过程中既可作为功能单体又可作为载体，具有双重作用
。
因此，本专利技术采用壳聚糖为功能单体，以壳聚糖为功能材料载体，加入磁性纳米
Fe3O4改性，回收极其方便，而且在
pH
＝
4.0
，吸附时间为
15min
，待吸附溶液的镓离子浓度为
95mg/L
，对
Ga
3+
最大吸附量达到
434mg/g
，远超目前已经合出来的镓离子吸附剂，经过竞争实验证明，具有十分优异的选择吸附性
。
附图说明
[0021]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，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍
。
[0022]图1为磁性壳聚糖基固体镓离子吸附剂的扫描电子显微镜图像，其中
IIP(a)、IIP
吸附
Ga
3+
后
(b)
和壳聚糖
(c)
的
SEM
图和
IIP
吸附
Ga
3+
后的
mapping(d)
；
[0023]图2为磁性壳聚糖基固体镓离子吸附剂在
‑
196℃
时对氮气的吸附
‑
解吸等温线和孔径分布曲线；
[0024]图3为
IIP
磁滞回线图；
[0025]图4为
CS、NIP、IIP
和
IIP
‑
Ga
3+
的
XRD
衍射图；
[0026]图5为
CS、Fe3O4、IIP
和
IIP
‑
Ga
3+
的
30
～
1000℃
的
TG
曲线图；
[0027]图6为
Cs、NIP、IIP
和
IIP
‑
Ga
3+
的红外光谱图；
[0028]图7为磁性壳聚糖基固体镓离子吸附剂的吸附选择性结果图；
[002本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种利用离子印记技术制备磁性壳聚糖基固体镓离子吸附剂的方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)
将壳聚糖溶液与氯化镓溶液混合，得到混合液；
2)
将所述步骤
1)
得到的混合液与四氧化三铁
、
环氧氯丙烷混合，调节
pH
值为
10.0
后进行交联反应，得到交联反应物；
3)
除去步骤
2)
得到的交联反应物中的镓离子并调节
pH
值至中性，干燥后得到磁性壳聚糖基固体镓离子吸附剂
。2.
根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤
1)
壳聚糖溶液中壳聚糖的质量与氯化镓溶液的体积比为
0.4g:20ml。3.
根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述氯化镓溶液的浓度为
2g/L。4.
根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤
1)
混合的条件包括：时间为
6h
，转速为
150...

【专利技术属性】
技术研发人员：滕道光，李鹏，金鹏，赵壮，杨石桥，
申请(专利权)人：中原关键金属实验室，
类型：发明
国别省市：