包覆納米鐵羧甲基殼聚糖凝膠球的制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種去除污水重金屬離子的藥劑制備方法，屬于污水處理領域，具體為包覆納米鐵羧甲基殼聚糖凝膠球的制備方法。
【背景技術】
[0002]羧甲基殼聚糖(CMC)是殼聚糖的水溶性衍生物，通過殼聚糖羧甲基化生成。羧甲基殼聚糖對金屬離子具有很強的螯合作用，在水處理和金屬回收領域有廣泛用途。但是，由于交聯(lián)劑占用了大量羧甲基殼聚糖的活性官能團，故單獨使用羧甲基殼聚糖凝膠小球?qū)饘匐x子的去除效率并不高。
[0003]同時大量研宄對納米鐵進行修飾改進，通過對納米鐵的修飾改進，顯著地提高了其抗氧化性、分散性以及穩(wěn)定性，對納米鐵的工程應用具有一定的實際指導意義。
[0004]天然高分子殼聚糖具有無毒、易降解和無二次污染的特點，且殼聚糖對重金屬離子具有較強的螯合去除能力，故將殼聚糖用于納米鐵的改性并用于重金屬的去除引起了廣泛關注。但前期研宄結果表明，殼聚糖對納米鐵的分散性能較弱，對污染物去除率較低，納米鐵在實際應用過程中易氧化、團聚、穩(wěn)定性差，且殼聚糖改性納米鐵降解污染物后難以實現(xiàn)固液分離。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對上述技術問題，本發(fā)明提供一種聚糖改性納米鐵的制備方法，使得納米鐵不易氧化，并且提供提高其團聚和穩(wěn)定性能；穩(wěn)定性差等缺點。
[0006]具體技術方案為:
[0007]包覆納米鐵羧甲基殼聚糖凝膠球的制備方法，包括以下步驟:
[0008](I)配制羧甲基殼聚糖溶液
[0009]羧甲基殼聚糖加入脫氧水中，磁力攪拌直至完全溶解，得到質(zhì)量分數(shù)為3%?10%的羧甲基殼聚糖溶液；
[0010](2)配制氯化鈣溶液
[0011]稱取無水氯化鈣，溶解于脫氧水中，加入無水乙醇配制成氯化鈣溶液，乙醇體積占氯化鈣溶液總體積的25 %?50 %，氯化鈣溶液中氯化鈣質(zhì)量濃度為I %?11 % ;
[0012](3)配制 Fe2+溶液
[0013]FeSO4.7H20在脫氧水溶解，加入45mL無水乙醇形成Fe2+溶液，F(xiàn)e 2+溶液總體積9OmL, Fe2+溶液中 Fe 2+濃度為 0.lmol/L ?0.4molg/L ；
[0014](4)配制 NaBH4或 KBH 4溶液
[0015]NaBH4或KBH 4: Fe 2+按照摩爾比2.5: 1，NaBH 4或KBH 4溶解在57mL脫氧水中得到摩爾濃度為0.4mol/L?1.6mol/L的似8!14或KBH4溶液；
[0016](5)納米鐵懸浮液的制備
[0017]在通氮氣和機械攪拌條件下，用恒壓滴液漏斗將步驟(4)配制所的NaBH4或KBH 4溶液滴入步驟⑶制得的Fe2+溶液中，滴加速率為0.10?0.20ml/s,水浴保溫24?26°C，似8!14或KBH4S液滴加完成后，繼續(xù)攪拌15?30min，得到黑色的納米鐵懸浮液；
[0018](6)納米鐵的清洗
[0019]納米鐵懸浮液經(jīng)磁選分離出納米鐵粒子，用脫氧水洗滌數(shù)次得到納米鐵；
[0020](7)納米鐵羧甲基殼聚糖混合液的制備
[0021]將步驟⑴制得的羧甲基殼聚糖溶液倒入步驟(6)制得的納米鐵中，羧甲基殼聚糖:Fe質(zhì)量比為1.5?5.0 ;在通氮氣保護情況下，攪拌并超聲5?1min ；
[0022](8)包覆納米鐵羧甲基殼聚糖凝膠球的制備
[0023]將步驟(7)制得的納米鐵羧甲基殼聚糖混合液用移液槍移取0.1?5.0mL滴入步驟(2)制得的氯化鈣溶液中；
[0024](9)包覆納米鐵羧甲基殼聚糖凝膠球的固化
[0025]將步驟(8)中制備所的包覆納米鐵羧甲基殼聚糖凝膠球在氯化鈣溶液繼續(xù)固化穩(wěn)定I?9h。
[0026]步驟(I)所述的羧甲基殼聚糖由100萬分子量的殼聚糖羧化得到，羧化度多80%，粘度為 1-1OOOmpa.S。
[0027]本發(fā)明提供的包覆納米鐵羧甲基殼聚糖凝膠球的制備方法，將液相還原法合成的單質(zhì)納米鐵與羧甲基殼聚糖溶液均勻混合，滴入氯化鈣溶液，形成包覆納米鐵的凝膠球，形成的凝膠球即克服了納米鐵易氧化、易團聚和穩(wěn)定性差的缺點，同時又提高了凝膠球?qū)ξ廴疚锏娜コ省?br>[0028]本發(fā)明提供的包覆納米鐵羧甲基殼聚糖凝膠球的制備方法，包覆材料為高分子有機物羧甲基殼聚糖，其無毒無害，生物相容性好，不會對環(huán)境產(chǎn)生二次污染，把納米鐵與羧甲基殼聚糖均勻混合滴加成凝膠球，解決了納米鐵易團聚的問題，提高了它的反應活性，增強了其環(huán)境修復能力。采用包覆納米鐵的羧甲基殼聚糖凝膠球去除廢水中污染物后，無需考慮納米鐵及其氧化產(chǎn)物去除問題。
【附圖說明】
[0029]圖1為實施例7所得包覆納米鐵羧甲基殼聚糖凝膠球掃描電鏡圖；
[0030]圖2為各個實施例所得包覆納米鐵羧甲基殼聚糖凝膠球?qū)r6+去除效果。
【具體實施方式】
[0031]結合實施例說明本發(fā)明的【具體實施方式】。
[0032]實施例1
[0033]稱取羧甲基殼聚糖1.5g于10mL塑料燒杯中，加入48.5mL脫氧水磁力攪拌溶解，溶液質(zhì)量濃度為3.0%。把溶液倒入裝有新鮮制備的1.0g納米鐵塑料燒杯中，在氮氣保護下超聲攪拌5?lOmin，然后用移液槍移取ImL混合均勾的納米鐵羧甲基殼聚糖溶液滴入5.0%的氯化鈣溶液中形成凝膠球，固化Ih后用脫氧水清洗三次保存。該條件下制備的凝膠球成球性差，機械強度低，Cr6+去除率低。
[0034]實施例2
[0035]稱取羧甲基殼聚糖4.5g于10mL塑料燒杯中，加入45.5mL脫氧水磁力攪拌溶解，溶液質(zhì)量濃度為9.0%。把溶液倒入裝有剛制備好的1.0g納米鐵塑料燒杯中，在氮氣保護下超聲攪拌5?lOmin，然后用移液槍移取ImL混合均勾的納米鐵羧甲基殼聚糖溶液滴入5.0%的氯化鈣溶液中形成凝膠球，固化Ih后用脫氧水清洗三次保存。該條件下制備的凝膠球成球性較差，有拖尾現(xiàn)象，機械強度高，Cr6+去除率較高。
[0036]實施例3
[0037]稱取羧甲基殼聚糖2.5g于10mL塑料燒杯中，加入47.5mL脫氧水磁力攪拌溶解，溶液質(zhì)量濃度為5.0%。把溶液倒入裝有新鮮制備的1.0g納米鐵塑料燒杯中，在氮氣保護下超聲攪拌5?lOmin，然后用移液槍移取ImL混合均勾的納米鐵羧甲基殼聚糖溶液滴入5.0%的氯化鈣溶液中形成凝膠球，固化Ih后用脫氧水清洗三次保存。該條件下制備的凝膠球成球性好，機械強度較高，Cr6