一种能吸附镧离子的羧甲基纤维素磁性复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术属于生物质

【技术实现步骤摘要】
一种能吸附镧离子的羧甲基纤维素磁性复合材料及其制备方法


[0001]本专利技术属于生物质
/
无机杂化材料的
，具体涉及能选择性吸附镧离子的羧甲基纤维素磁性复合材料制备方法
。

技术介绍

[0002]纤维素是地球上最丰富的天然高分子，是取之不尽用之不竭的，人类最宝贵的天然可再生资源
。
羧甲基纤维素
(CMC)
是一种价廉
、
吸附容量大
、
来源广泛及可再生的生物质吸附剂，而且具有生物相容性和可降解性，是一种环境友好型吸附材料
。CMC
分子中含有大量的羟基和羧基，通过静电吸引和螯合等作用与金属离子形成配合物，从而有效去除污水中的金属离子
。
近年来，将磁性组分与吸附材料进行复合，得到磁性吸附材料，可以通过外部磁场将吸附材料快速从溶液中分离和回收
。
[0003]近年来，离子印迹聚合物作为指定元素的选择性吸附剂，受到广泛关注
。
通过功能单体与目标模板离子之间共价或非共价作用结合，之后使用酸性溶液将模板离子洗脱，从而得到具有模板离子相应的孔穴结构的印迹吸附剂，从而实现对模板离子的特异性吸附
。
[0004]鉴于此，我们提出了一种利用戊二醛交联
CMC
包裹
Fe3O4颗粒，并且引入了以
La(III)
为模板的离子印迹技术，制备并表征了具有磁性和选择性吸附的离子印迹
Fe3O4/CMC
磁性复合材料；通过相关吸附实验，测试了离子印迹
Fe3O4/CMC
磁性复合材料的吸附性能，分析了其吸附动力学模型以及探讨了相关吸附机制，以期望为处理含有
La(III)
的废水以及为回收富集
La(III)
提供理论基础
。

技术实现思路

[0005]为了解决现有技术的缺点和不足之处，本专利技术的首要目的在于提供一种能选择性吸附镧离子的羧甲基纤维素磁性复合材料的制备方法
。
[0006]本专利技术提供了一种能选择性吸附镧离子的羧甲基纤维素磁性复合材料的制备方法，包括以下步骤：
[0007](1)
将一定质量的羧甲基纤维素钠溶于一定体积的去离子水中，充分搅拌一定时间之后得到羧甲基纤维素钠溶液；将少量自制的纳米四氧化三铁颗粒分散于少量去离子水中，超声震荡使其混合均匀，再均匀滴加到羧甲基纤维素钠溶液中，充分搅拌一段时间后得到四氧化三铁与羧甲基纤维素钠的混合溶液；
[0008](2)
取一定质量的硝酸镧六水合物溶于少量去离子水得到溶液
A
；取少量戊二醛
(50
％
)
溶于少量去离子水得到溶液
B
，将溶液
A
和溶液
B
混合均匀得到溶液
C
，将溶液
C
快速均匀滴入
(1)
中的混合溶液中，持续搅拌一定时间使其混合均匀，得到新的混合液；
[0009](3)
将
(2)
中新得到的混合液均匀倒入若干个培养皿中，使其厚度均匀，使用加热交联法，先在 80℃
下烘干，后在
140℃
下加热一段时间
。
待所得到的固体冷却后研磨成粉末；
[0010](4)
将
(3)
中的粉末分别用无水乙醇和稀硝酸浸泡和洗涤三遍
,
再用去离子水多次洗涤至中性，最后在
50℃
烘干并再次研磨成粉末
。
[0011]本专利技术与现有技术相比，具有如下优点：本专利技术与现有技术相比，具有如下优点：本专利技术的方法合成时间短，制备工艺简单，制作成本低，所得吸附材料易于回收，对镧离子的吸附效果好，能从多离子共存溶液中选择性地吸附镧离子，在重金属废水处理方面具有广阔的应用前景
。
附图说明
[0012]下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明
。
[0013]图1为实施例1制备的
Fe3O4/CMC
磁性复合材料的扫描电子显微镜图片
。
[0014]图2为实施例1制备的
Fe3O4/CMC
磁性复合材料的红外光谱图
。
[0015]图3为实施例1制备的
Fe3O4/CMC
磁性复合材料的
XRD
谱图
。
[0016]图4为实施例1制备的
Fe3O4/CMC
磁性复合材料吸附完毕之后利用磁性回收图
。
[0017]下面结合实例对本专利技术作进一步详细的描述，但本专利技术的实施方式不限于此
。
实施例1
[0018]羧甲基纤维素磁性复合材料的制备方法，具体步骤为：
[0019](1)
取
1g CMC
粉末于圆底烧瓶，加入
50mL
去离子水并机械搅拌3小时使其充分溶解
。
取
0.1g Fe3O4于 10mL
去离子水中超声震荡得到均匀混合液，再滴加到
CMC
溶液中，继续搅拌
30min。
[0020](2)
取
0.1g La(NO3)3·
6H2O
溶于
10mL
去离子水得到溶液
A
；取
2mL
戊二醛
(50
％
)
溶于
10mL
去离子水得到溶液
B
，将溶液
A
和溶液
B
混合均匀得到溶液
C
，将溶液
C
均匀滴入
CMC
溶液中并持续搅拌
1h
得到新的混合液
。
[0021](3)
将新得到的混合液均匀倒入三个培养皿中，使用二步加热交联法，先在
80℃
下烘干，后在
140℃
下加热
2h。
待所得到的固体冷却后研磨成粉末，分别用无水乙醇和稀硝酸浸泡和洗涤粉末三遍
, 每次
30min
，再用去离子水多次洗涤至中性，最后在
50℃
烘干并再次研磨成粉末，封装备用
。
[0022]得到的
Fe3O4/CMC
磁性复合材料的扫描电子显微镜图片如图1所示
。
得到的
Fe3O4/CMC
磁性复合材料的红外光谱图如图2所示
。
得到的
Fe3O4/CMC
磁性复合材料的
XRD
谱图如图3所示
。
得到的
Fe3O4/CMC
磁性复合材料吸附完毕之后利用磁性回收图如图4所示...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
能选择性吸附镧离子的羧甲基纤维素磁性复合材料的制备，其特征在于包括以下操作步骤：
(1)
将一定质量的羧甲基纤维素钠溶于一定体积的去离子水中，充分搅拌一定时间之后得到羧甲基纤维素钠溶液；将少量自制的纳米四氧化三铁颗粒分散于少量去离子水中，超声震荡使其混合均匀，再均匀滴加到羧甲基纤维素钠溶液中，充分搅拌一段时间后得到四氧化三铁与羧甲基纤维素钠的混合溶液；
(2)
取一定质量的硝酸镧六水合物溶于少量去离子水得到溶液
A
；取少量戊二醛
(50
％
)
溶于少量去离子水得到溶液
B
，将溶液
A
和溶液
B
混合均匀得到溶液
C
，将溶液
C
快速均匀滴入
(1)
中的混合溶液中，持续搅拌一定时间使其混合均匀，得到新的混合液；
(3)
将
(2)
中新得到的混合液均匀倒入若干个培养皿中，使其厚度均匀，使用加热交联法，先在
80℃
下烘干，后在
140℃
下加热一段时间
。
待所得到的固体冷却后研磨成粉末；
(4)
将
(3)
中的粉末分别用无水乙醇和稀硝酸浸泡和洗涤三遍
,
再用去离子水多次洗涤至中性，最后在
50℃
烘干并再次研磨成粉末
。2.
根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：张继国，王艳，刘龙，昌胜，
申请(专利权)人：东北林业大学，
类型：发明
国别省市：