本发明专利技术提供的一种磁性壳聚糖纳米颗粒吸附剂，其结构式如下。本发明专利技术还提供了上述磁性壳聚糖纳米颗粒吸附剂的制备方法。本发明专利技术提供的磁性壳聚糖纳米颗粒吸附剂粒径均匀、分散性良好、比饱和磁化强度高、活性基团数量丰富，对天然有机物去除效果好。该制备方法简单、制备过程易控、制得的磁性壳聚糖纳米颗粒吸附剂质量稳定。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供的一种磁性壳聚糖纳米颗粒吸附剂，其结构式如下。本专利技术还提供了上述磁性壳聚糖纳米颗粒吸附剂的制备方法。本专利技术提供的磁性壳聚糖纳米颗粒吸附剂粒径均匀、分散性良好、比饱和磁化强度高、活性基团数量丰富，对天然有机物去除效果好。该制备方法简单、制备过程易控、制得的磁性壳聚糖纳米颗粒吸附剂质量稳定。【专利说明】一种磁性壳聚糖纳米颗粒吸附剂及其制备方法与应用
本专利技术涉及一种磁性壳聚糖纳米颗粒吸附剂，还涉及该磁性壳聚糖纳米颗粒吸附剂的制备方法，还涉及该磁性壳聚糖纳米颗粒吸附剂在水处理中的应用。
技术介绍
天然有机物(Natural organic matter, N0M)主要是指动植物在自然循环过程中经腐败分解所产生的一类大分子有机物，是天然水体中有机物的主要组成部分，主要包括腐殖质、微生物分泌物、溶解的动植物组织等。NOM中成分以腐殖质为主，其占NOM的50-90% ;例如,来自植物腐败分解产生的腐植酸(Humic acid, HA)、富里酸(Fulvic acid,FA)，都是腐殖质的主要成分。NOM是水体色度和臭味产生的主要原因，同时NOM还参与水体中重金属离子的迁移、转化，影响颗粒沉降性，增强其迁移能力；与水中疏水性污染物发生吸附反应，增强水处理难度，需要增加水处理中絮凝剂和消毒剂的使用量。尤其是在饮用水的处理中，NOM可与氯反应生成三氯甲烷、卤乙酸等致癌、致畸物，是氯消毒副产物的主要前驱物，直接影响人类健康。因此，近年来水体中NOM的去除越来越受到人们的关注。传统的NOM处理工艺主要有絮凝法、膜滤法、氧化法以及生物法等；但由于受NOM本身的难生物降解性，NOM亲水性小分子的难去除性，膜污染的限制，天然水体中钙、镁等离子的影响，以及安全、经济等条件的限制，因此使用传统处理方法受到一定的限制。吸附法是利用吸附剂上密集的孔结构、巨大的比表面积或其表面带有的各种活性基团与吸附质之间的物理化学反应，达到选择性富集有机物的目的；作为一种低能高效的处理方法，吸附法去除水中NOM越来越受到人们的重视。近年来，国际先进的水处理剂正趋于高效能、无公害、多功能、复合化的绿色产业方向发展。壳聚糖是一种无毒、可生物降解的高分子聚合物，通过对甲壳素进行脱乙酰作用而得到。由于具有丰富的氨基(-NH2)和羟基(-0H)活性基团，壳聚糖已经成为一种优异的天然吸附剂，其自身带有的活性基团能够成为许多吸附质的吸附位点。然而，粉末状的壳聚糖与溶液分离困难，并且由于其良好的亲水性，在溶液中易于溶胀结块产生堵塞现象，此外壳聚糖在弱酸性溶液中也易流失，因此限制了其在水处理中的推广应用。因此，针对上述缺陷，常对壳聚糖进行一定的物理和化学改性以改善壳聚糖的化学结构和吸附性能。近年来，磁分离技术已被应用到水处理行业中，它是借助磁场力的作用，对不同磁性的物质进行分离的一种技术。由于磁性物质在磁场中受到的磁力比重力要大很多倍，因此该技术具有处理量大、固液分离效率高、占地面积小等优点。
技术实现思路
专利技术目的:本专利技术的第一目的是提供一种吸附容量高的磁性壳聚糖纳米颗粒吸附剂。本专利技术的第二目的是提供上述磁性壳聚糖纳米颗粒吸附剂的制备方法。本专利技术的第三目的是提供上述磁性壳聚糖纳米颗粒吸附剂在水处理中的应用。技术方案:本专利技术提供的一种磁性壳聚糖纳米颗粒吸附剂，其结构式如下:【权利要求】1.一种磁性壳聚糖纳米颗粒吸附剂，其结构式如下: 2.—种权利要求1所述的磁性壳聚糖纳米颗粒吸附剂的制备方法，其特征在于:包括以下步骤: (1)壳聚糖与Fe2+、Fe3+混合液的制备:恒温条件下，在壳聚糖乙酸水溶液中依次加入硫酸亚铁水溶液和三氯化铁水溶液，保温搅拌，得混合溶液； (2)壳聚糖-四氧化三铁复合物的制备:混合溶液中加入浓氨水，保温搅拌反应； (3)磁性壳聚糖纳米颗粒(MCNP)吸附剂的制备:在步骤(2)的溶液中加入环氧氯丙烷，保温搅拌反应；产物溶液经磁分离、洗涤、真空干燥，即得磁性壳聚糖纳米颗粒吸附剂。3.根据权利要求2所述的磁性壳聚糖纳米颗粒吸附剂的制备方法，其特征在于:步骤(O中，壳聚糖乙酸水溶液中乙酸的体积分数为0.2-0.6%、壳聚糖的质量分数为0.2-0.4% ；硫酸亚铁与壳聚糖的质量比为(2-8):1，氯化铁与壳聚糖的质量比为(4-14):1。4.根据权利要求2所述的磁性壳聚糖纳米颗粒吸附剂的制备方法，其特征在于:步骤(1)中，保温搅拌温度为30-50°C，保温搅拌时间为10-40min;搅拌方法为机械搅拌，搅拌速度为 500-1500r/min。5.根据权利要求2所述的磁性壳聚糖纳米颗粒吸附剂的制备方法，其特征在于:步骤(2)中，所述浓氨水与壳聚糖乙酸水溶液的体积比为(0.05-0.3):1 ;反应温度为30-50°C，反应时间为10-30min ;搅拌方法为机械搅拌，搅拌速度为500-1500r/min。6.根据权利要求2所述的磁性壳聚糖纳米颗粒吸附剂的制备方法，其特征在于:步骤(3)中，所述环氧氯丙烷与壳聚糖乙酸水溶液的体积比为(0.01-0.04):1 ;反应温度为50-70°C，反应时间为2-8h ;搅拌方法为机械搅拌，搅拌速度为500-1500r/min。7.权利要求1所述的磁性壳聚糖纳米颗粒吸附剂在去除水中天然有机物中的应用。【文档编号】B01J20/24GK103566906SQ201310542438【公开日】2014年2月12日 申请日期:2013年11月5日 优先权日:2013年11月5日 【专利技术者】陈卫, 刘成, 董长龙 申请人:河海大学本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种磁性壳聚糖纳米颗粒吸附剂，其结构式如下：其中，a、b、c和d分别独立的为自然数。FDA0000408698470000011.jpg
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：陈卫，刘成，董长龙，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：
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