【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及微塑料分离方法，特别是涉及一种有效分离不同大小微塑料颗粒的方法。
技术介绍
1、微塑料是指粒径小于5mm的塑料颗粒，它污染范围广泛，遍及全球各个角落。微塑料可作为污染物的载体，携带其运输，具有潜在的环境风险。
2、石英砂等过滤介质表面常带负电荷，而各种粒径的微塑料表面同样也带负电荷，微塑料颗粒与砂粒之间以弱的静电排斥作用为主，因此采用传统的砂滤方式并不能实现不同颗粒大小微塑料的选择性分离。
3、铁(氢)氧化物常被用于改性石英砂等多孔介质，它们的存在会影响微塑料在多孔介质中的迁移。研究称铁(氢)氧化物颗粒会促进微塑料颗粒在多孔介质表面的聚集(cotransport and deposition of iron oxides with different-sized plasticparticles in saturated quartz sand[j].environmental science&technology，2019，53(7)：3547-3557.)，提高微塑料在砂柱中的保留量。载铁后，砂粒表面电位由负变正，而且砂粒表面粗糙程度明显增加，吸附位点更加丰富，因此载体砂粒可以更多地保留带负电的微塑料。
4、中国专利cn114619588a公开了一种利用猪粪提取的溶解性有机质和针铁矿在多孔介质中分离微塑料和纳米塑料的方法，包括以下步骤：1)制备针铁矿；2)制备针铁矿负载的多孔介质，将针铁矿与石英砂混合，分层填入玻璃层析柱内；3)提取纯化猪粪源溶解性有机质；4)回收纳米
5、该专利需要加入猪粪源溶解性有机质这一外源性物质二次负载针铁矿负载的多孔介质才能从混合液中分离出粒径较大的微塑料，过程较为复杂。
技术实现思路
1、专利技术目的：本专利技术的目的在于提供一种有效分离不同大小微塑料颗粒的方法。该方法利用载铁砂粒对小粒径微塑料的较强保留能力和小粒径微塑料的竞争附着作用，实现对混合液中大粒径微塑料的选择性分离。两种粒径微塑料的分离机制是不同粒径微塑料颗粒在载铁砂粒表面的竞争附着作用。共迁移时，小粒径微塑料颗粒间较低的能量势垒使其更容易在载铁砂粒表面聚集，优先占据砂粒表面的附着位点，并排斥大粒径微塑料在砂柱内的保留。据此，可从两种粒径的微塑料混合溶液中可分离出大粒径的微塑料颗粒。
2、制备的铁(氢)氧化物负载的石英砂多孔介质，载铁后石英砂粒表面粗糙程度增加，吸附位点更加丰富，zeta电位由负变正，可以通过静电吸引作用结合微塑料。小粒径微塑料会与大粒径微塑料共同竞争砂粒表面有限的吸附位点，而粒径小的微塑料与位点的结合能力更强，导致粒径大的微塑料在多孔介质中的保留能力降低，迁移能力增加，实现分离。
3、技术方案：本专利技术所述的有效分离不同大小微塑料颗粒的方法，将两种不同粒径微塑料的混合溶液通入载铁石英砂柱，通过竞争附着作用进行分离。
4、进一步地，所述载铁石英砂的制备方法为：将石英砂置于fe(no3)3水溶液中并充分混匀后，将ph调至碱性，震荡混匀，然后将ph调至酸性，继续震荡，最后清洗载铁石英砂至不再掉色。
5、进一步地，用naoh将溶液ph调至10。
6、进一步地，用hcl将混合液ph调至6。
7、进一步地，将制备得到的载铁砂粒填入玻璃层析柱进行不同粒径微塑料的混合溶液分离。
8、进一步地，由砂柱下端进样，上端软管接回收管和采样器，控制进样流速为1.5-2.5ml/分钟。
9、进一步地，将微塑料的混合溶液通入40-60目砂柱中。
10、进一步地，混合溶液中两种粒径微塑料的浓度均为10mg/l，持续通入38个孔隙体积的微塑料混合溶液。
11、进一步地，所述载铁石英砂粒的载铁量为300-700mg/kg之间，优选419.40-663.06mg/kg。
12、进一步地，微塑料的粒径范围为10v1000nm，优选100-800nm；和/或，小粒径微塑料与大粒径微塑料的粒径比低于1∶5；和/或，微塑料的混合溶液配制的背景溶液为nacl溶液，优选0.01mol/l nacl溶液。
13、所述有效分离不同大小微塑料的优选方法，步骤如下：
14、(1)载铁石英砂的制备
15、将40-60目石英砂置于浓度为0.04mol/l的fe(no3)3·9h2o溶液中充分混匀，加入naoh溶液将ph调至10，放入摇床震荡混匀半小时，后用hcl(体积分数2∶3)将混合液ph调至6左右，放入摇床震荡24小时，将载铁石英砂用去离子水清洗至不再掉色为止，在60℃烘箱中烘干。
16、(2)载铁砂柱的装填
17、用0.01mol/l nacl背景溶液充分浸润载铁砂粒，将砂粒填入玻璃层析柱内，层析柱内径为1.0cm，高度为10cm，柱两端固定有300目滤网，以防止石英砂流失。装填前先用蠕动泵在柱中泵入一定液面高度的0.01mol/l nacl背景溶液，填充时确保柱内液面始终略高于石英砂，每填充一定量的砂粒后立即用橡皮锤轻敲柱身，避免混入气泡。砂柱内载铁砂粒的孔隙度为45.8％。
18、(3)微塑料的分离
19、砂柱由下端进样，上端进样管接回收管和采样器，采用蠕动泵控制进样。采样前，通入30分钟0.01mol/l nacl溶液平衡柱体系，确保柱体系的稳定。将浓度为10mg/l的两种不同粒径的微塑料溶液(背景离子强度0.01mol/l nacl)通入砂柱内，共通入38个孔隙体积的微塑料溶液，用采样器采集流出液。只有大粒径的微塑料能够穿透砂柱，小粒径微塑料几乎被完全保留在砂柱中。
20、与现有技术相比，本专利技术具有以下优点及有益效果：
21、1、本申请中，载铁石英砂制备过程简单，成本低廉，载铁材料稳定。取载铁石英砂粒于0.01mol/l nacl背景溶液中，震荡24小时，背景溶液中并没有检测到fe元素析出。
22、2、本申请中，微塑料分离过程简便可行，不需要加入外源性物质，微塑料的粒径范围为10-1000nm，两种微塑料粒径比只需满足小于1∶5即可获得较好的分离效果。
23、3、本专利技术与现有分离方法相比，材料制备方法简单，微塑料分离过程更为简便可行，具有良好的应用前景。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种有效分离不同大小微塑料颗粒的方法，其特征在于：将两种不同粒径微塑料的混合溶液通入载铁石英砂柱，通过竞争附着作用进行分离。
2.根据权利要求1所述的有效分离不同大小微塑料颗粒的方法，其特征在于：所述载铁石英砂的制备方法为：将石英砂置于Fe(NO3)3水溶液中并充分混匀后，将pH调至碱性，震荡混匀，然后将pH调至酸性，继续震荡，最后清洗载铁石英砂至不再掉色。
3.根据权利要求2所述的有效分离不同大小微塑料颗粒的方法，其特征在于：用NaOH将溶液pH调至10。
4.根据权利要求2所述的有效分离不同大小微塑料颗粒的方法，其特征在于：用HCl将混合液pH调至6。
5.根据权利要求2-4任一项所述的有效分离不同大小微塑料颗粒的方法，其特征在于：将制备得到的载铁砂粒填入玻璃层析柱进行不同粒径微塑料的混合溶液分离。
6.根据权利要求5所述的有效分离不同大小微塑料颗粒的方法，其特征在于：分离方法是：由砂柱下端进样，上端软管接回收管和采样器，控制进样流速为1.5-2.5mL/分钟，优选1.5-2.0mL/分钟。
7.根据
8.根据权利要求5所述的有效分离不同大小微塑料颗粒的方法，其特征在于：混合溶液中两种粒径微塑料的浓度均为10mg/L。
9.根据权利要求1所述的有效分离不同大小微塑料颗粒的方法，其特征在于：所述载铁石英砂粒的载铁量为300-700mg/kg之间，优选419.40-663.06mg/kg。
10.根据权利要求1所述的有效分离不同大小微塑料颗粒的方法，其特征在于：微塑料的粒径范围为10-1000nm，优选100-800nm；和/或，小粒径微塑料与大粒径微塑料的粒径比小于1：5；和/或，微塑料的混合溶液配制的背景溶液为NaCl溶液，优选0.01mol/L NaCl溶液。
...【技术特征摘要】
1.一种有效分离不同大小微塑料颗粒的方法，其特征在于：将两种不同粒径微塑料的混合溶液通入载铁石英砂柱，通过竞争附着作用进行分离。
2.根据权利要求1所述的有效分离不同大小微塑料颗粒的方法，其特征在于：所述载铁石英砂的制备方法为：将石英砂置于fe(no3)3水溶液中并充分混匀后，将ph调至碱性，震荡混匀，然后将ph调至酸性，继续震荡，最后清洗载铁石英砂至不再掉色。
3.根据权利要求2所述的有效分离不同大小微塑料颗粒的方法，其特征在于：用naoh将溶液ph调至10。
4.根据权利要求2所述的有效分离不同大小微塑料颗粒的方法，其特征在于：用hcl将混合液ph调至6。
5.根据权利要求2-4任一项所述的有效分离不同大小微塑料颗粒的方法，其特征在于：将制备得到的载铁砂粒填入玻璃层析柱进行不同粒径微塑料的混合溶液分离。
6.根据权利要求5所述的有效分离不同大小微塑料颗粒的方法，其特征在于：分离方...
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。