[0017] 下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述,显然,所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。
[0018] 表1、试剂来源
[0019]
[0020]
[0021] 表2、仪器
[0022]
[0023] 四氧化三铁磁性纳米粒子(Fe3O4)的制备
[0024] 取70mL水加入到250mL三口瓶中,在65℃下通N2 30min。按照物质的量比为2:1称取0.374g FeCl3·6H2O和0.138g FeCl2·4H2O溶于10mL水中,通一会N2后加入到烧瓶中,用NH3·H2O调节pH至10左右,反应10min后结束。用磁铁将产物与溶液分离,倾去上清液,用水洗至近中性后,用水、乙醇反复洗3次,真空冷冻干燥得到产物。
[0025] 实施例1
[0026] 一种纳晶纤维素磁性粒子吸附溶液中铅离子的方法,所述方法为将微晶纤维素制备纳晶纤维素,然后通过接枝改性制备纳晶纤维素磁性粒子最后将纳晶纤维素磁性粒子包裹在微胶囊内得到纳晶纤维素磁性粒子吸附剂,使用该吸附剂吸附溶液中的铅离子。
[0027] 纳晶纤维素的制备方法为将微晶纤维素与强酸性阳离子交换树脂以1:15的质量比,加入到1000mL去离子水中,在65℃下搅拌、超声处理1h,超声波频率60KHz,催化水解完后滤出阳离子交换树脂,并分离出纤维素样品,将纤维素样品在15000r/min高速离心5min,沉淀干燥后得到纳晶纤维素;
[0028] 纳晶纤维素磁性粒子吸附剂的制备方法为配置浓度为0.2wt%的纳晶纤维素分散液,超声分散1h后备用;在液固比为1mL:4mg的丙酮中加入物质的量比为2:1的FeCl3·6H2O和FeCl2·4H2O,通N2后用NH3·H2O调节pH至10左右,室温下反应3-5h,再加入丙酮体积1%的乙二胺,外加1T的磁场,继续反应2h,除去有机溶剂后置于0-4℃下30min,然后用磁铁将产物与溶液分离,产物洗涤至中性后用水与乙醇反复洗3次,真空干燥粉碎,得到纳晶纤维素磁性粒子。
[0029] 将变性淀粉与环糊精溶于85℃去离子水中,配置成饱和溶液,搅拌下将纳晶纤维素磁性粒子缓慢加入到饱和溶液中,超声70KHz并外加0.8T的磁场,搅拌5h后经干燥制成颗粒,粒径为100μm,得到纳晶纤维素磁性粒子吸附剂。
[0030] 变性淀粉与环糊精的质量比为1:3,变性淀粉和环糊精的饱和溶液与纳晶纤维素磁性粒子的料液比为1mL:2g。
[0031] 实施例2
[0032] 一种纳晶纤维素磁性粒子吸附溶液中铅离子的方法,所述方法为将微晶纤维素制备纳晶纤维素,然后通过接枝改性制备纳晶纤维素磁性粒子最后将纳晶纤维素磁性粒子包裹在微胶囊内得到纳晶纤维素磁性粒子吸附剂,使用该吸附剂吸附溶液中的铅离子。
[0033] 纳晶纤维素的制备方法为将微晶纤维素与强酸性阳离子交换树脂以1:18的质量比,加入到1000mL去离子水中,在68℃下搅拌、超声处理2h,超声波频率70KHz,催化水解完后滤出阳离子交换树脂,并分离出纤维素样品,将纤维素样品在18000r/min高速离心7min,得到纳晶纤维素;
[0034] 纳晶纤维素磁性粒子吸附剂的制备方法为配置浓度为0.3wt%的纳晶纤维素分散液,超声分散1.5h后备用;在液固比为1mL:5mg的丙酮中加入物质的量比为2:1的FeCl3·6H2O和FeCl2·4H2O,通N2后用NH3·H2O调节pH至10左右,室温下反应4h,再加入丙酮体积
1.5%的乙二胺,外加1.2T的磁场,继续反应2.5h,除去有机溶剂后置于0-4℃下40min,然后用磁铁将产物与溶液分离,产物洗涤至中性后用水与乙醇反复洗3次,真空干燥粉碎,得到纳晶纤维素磁性粒子。
[0035] 将变性淀粉与环糊精溶于86℃去离子水中,配置成饱和溶液,搅拌下将纳晶纤维素磁性粒子缓慢加入到饱和溶液中,超声80KHz并外加1.1T的磁场,搅拌7h后经干燥制成颗粒,粒径为400μm,得到纳晶纤维素磁性粒子吸附剂。
[0036] 变性淀粉与环糊精的质量比为14,变性淀粉和环糊精的饱和溶液与纳晶纤维素磁性粒子的料液比为1mL:3g。
[0037] 实施例3
[0038] 一种纳晶纤维素磁性粒子吸附溶液中铅离子的方法,所述方法为将微晶纤维素制备纳晶纤维素,然后通过接枝改性制备纳晶纤维素磁性粒子最后将纳晶纤维素磁性粒子包裹在微胶囊内得到纳晶纤维素磁性粒子吸附剂,使用该吸附剂吸附溶液中的铅离子。
[0039] 纳晶纤维素的制备方法为将微晶纤维素与强酸性阳离子交换树脂以1:20的质量比,加入到1000mL去离子水中,在70℃下搅拌、超声处理2.5h,超声波频率80KHz,催化水解完后滤出阳离子交换树脂,并分离出纤维素样品,将纤维素样品在20000r/min高速离心10min,得到纳晶纤维素;
[0040] 纳晶纤维素磁性粒子吸附剂的制备方法为配置浓度为0.5wt%的纳晶纤维素分散液,超声分散2h后备用;在液固比为1mL:6mg的丙酮中加入物质的量比为2:1的FeCl3·6H2O和FeCl2·4H2O,通N2后用NH3·H2O调节pH至10左右,室温下反应5h,再加入丙酮体积2%的乙二胺,外加1.5T的磁场,继续反应3h,除去有机溶剂后置于0-4℃下50min,然后用磁铁将产物与溶液分离,产物洗涤至中性后用水与乙醇反复洗3次,真空干燥粉碎,得到纳晶纤维素磁性粒子。
[0041] 将变性淀粉与环糊精溶于90℃去离子水中,配置成饱和溶液,搅拌下将纳晶纤维素磁性粒子缓慢加入到饱和溶液中,超声90KHz并外加1.5T的磁场,搅拌5-10h后经干燥制成颗粒,粒径为500μm,得到纳晶纤维素磁性粒子吸附剂。
[0042] 变性淀粉与环糊精的质量比为1:5,变性淀粉和环糊精的饱和溶液与纳晶纤维素磁性粒子的料液比为1mL:4g。
[0043] 参见图1,通过TEM观察Fe3O4和CCN-Fe3O4的形态可见,未包覆CCN制备得到的Fe3O4(a),由于很强的磁偶极相互作用而高度聚集。相比之下,在CCN溶液中制备得到的以Fe3O4为核,包覆上CCN的CCN-Fe3O4则更加分散。这也更加验证CCN-Fe3O4的生成过程是以CCN为模板和分散剂,通过CCN表面上大量的羟基和羧基与Fe3O4表面的羟基相互作用,CCN上的这些基团像锚点一样供Fe3O4生成核,分散在CCN结构中。这样既增加了Fe3O4的分散度,使Fe3O4不容易团聚,也让带有多种功能基团、对重金属离子具有很好吸附作用的CCN与Fe3O4结合,得到易分离且对重金属铅有高效吸附作用的CCN-Fe3O4磁性纳米粒子吸附剂。
[0044] 参见图2,使用傅里叶红外光谱仪对CCN(a)、Fe3O4(b)和CCN-Fe3O4(c)进行表征。三种材料在3360cm-1和1620cm-1附近均有出现吸收峰,这两个峰分别属于-OH的伸缩振动和-COOH的特征吸收峰。在羧基化纳晶纤维素包覆在四氧化三铁上后,-OH和-COOH的吸收峰均明显减弱,这可能是由于CCN表面的大量羟基和羧基与Fe3O4相互作用。CCN(a)和CCN-Fe3O4(c)在2900cm-1处的峰属于纳晶纤维素的-C-H振动,在纳晶纤维素包覆在四氧化三铁磁性纳米颗粒上后(c)材料-C-H振动有所减弱。此外,CCN-Fe3O4磁性粒子在571cm-1出现一个新的吸收峰,此峰属于Fe-O的振动峰。由此可见,CCN与Fe3O4成功反应制得羧基化纳晶纤维素包覆四氧化三铁的磁性纳米粒子。
[0045] 应当理解的是,对于本领域普通技术人员来说,可以根据上述说明加以改进或变换,而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。