本發(fā)明屬于高分子環(huán)境材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種磁性聚乙烯亞胺的制備方法。

背景技術(shù)：

聚乙稀亞胺是一種水溶性的高分子聚合物，屬于陽(yáng)離子聚電解質(zhì)。其分子鏈中眾多的伯、仲、叔氨基官能團(tuán)可以以靜電作用、離子交換、螯合、配位等方式特異性結(jié)合多種污染物，在含重金屬和染料廢水處理方面有廣泛的應(yīng)用前景。但聚乙稀亞胺也易溶于水，如果直接用于吸附水中的重金屬離子，不便于回收使用，限制了其應(yīng)用范圍。采用聚乙烯亞胺與磁性粒子相結(jié)合的方法可以方便的實(shí)現(xiàn)回收利用。因此磁性聚乙烯亞胺的制備是目前的研究熱點(diǎn)。然后磁性聚乙烯亞胺的制備方法通常是首先制備四氧化三鐵的核，然后采用物理作用或者化學(xué)連接的方式實(shí)現(xiàn)在四氧化三鐵表面的包覆，步驟復(fù)雜。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是：提供一種簡(jiǎn)易的一步法制備磁性聚乙烯亞胺的工藝方法，能夠?qū)⒕垡蚁﹣啺愤B接在磁性四氧化三鐵表面，既能吸附污染物，又能快速分離，而且性質(zhì)穩(wěn)定，容易回收。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是：

一種制備磁性聚乙烯亞胺的工藝方法，包括以下步驟：

(1)在反應(yīng)釜中加入的三價(jià)鐵鹽和醇，攪拌均勻得到澄清溶液；

(2)將堿和聚乙烯亞胺加入步驟(1)中得到的澄清溶液，攪拌狀態(tài)下通入氮?dú)夤呐?.5-2小時(shí)后，加熱至160-220℃，繼續(xù)反應(yīng)8-48小時(shí)，得到黑色懸濁液；

(3)冷卻步驟(2)中得到的黑色懸濁液，收集析出的沉淀物，洗滌并干燥即得磁性聚乙烯亞胺。

步驟(1)中，所述三價(jià)鐵鹽為fecl3·6h2o、fe(no3)3·9h2o或fe2(so4)3·h2o中的至少一種；所述的醇為乙二醇、1，2-丙二醇、1，3-丙二醇中的至少一種。

步驟(1)中，所述三價(jià)鐵鹽和醇的重量比為1:10-60。

步驟(2)中，所述堿為氫氧化鈉、氫氧化鉀、醋酸鈉、草酸鈉、醋酸鉀、草酸鉀中的至少一種。

步驟(2)中，所述聚乙烯亞胺、堿和步驟(1)中三價(jià)鐵鹽重量比為的0.2-5:0.2-5:1。

步驟(1)和(2)中，所述攪拌的速率為10r/min-200r/min，所述攪拌的時(shí)間為0.5-2h；優(yōu)選的，所述攪拌的速率為80-120r/min，所述攪拌的時(shí)間為1-1.5h。

步驟(3)中，所述洗滌為用產(chǎn)品質(zhì)量20倍重量的乙醇和水分別洗滌2-4次

步驟(3)中，所述干燥在真空下進(jìn)行，所述干燥的溫度為50-100℃，所述干燥的時(shí)間為12-24h；優(yōu)選的，所述干燥的時(shí)間為16-20h。

上述制備方法制備得到的磁性聚乙烯亞胺也在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。

制備所得磁性聚乙烯亞胺小球粒徑范圍為20-600nm。

制備所得的磁性聚乙烯亞胺由磁性四氧化三鐵和聚乙烯亞胺組成，在水溶液中性質(zhì)穩(wěn)定、不溶解。

本制備方法中所用原料均為市場(chǎng)采購(gòu)所得。

有益效果：本發(fā)明的磁性聚乙烯亞胺的制備方法具有以下優(yōu)點(diǎn)：(1)工藝簡(jiǎn)單、分離方便，節(jié)約能源、易于工業(yè)化操作，生產(chǎn)安全性好；(2)制備所得磁性聚乙烯亞胺性質(zhì)穩(wěn)定，不易流失。

具體實(shí)施方式

根據(jù)下述實(shí)施例，可以更好地理解本發(fā)明。然而，本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解，實(shí)施例所描述的內(nèi)容僅用于說(shuō)明本發(fā)明，而不應(yīng)當(dāng)也不會(huì)限制權(quán)利要求書中所詳細(xì)描述的本發(fā)明。

實(shí)施例中，所述攪拌的速率為10r/min-200r/min，所述攪拌的時(shí)間為0.5-2h。

實(shí)施例1：

在反應(yīng)釜中加入1g氯化鐵(fecl36h2o)和40g乙二醇，攪拌至溶液透明，然后加入0.5g氫氧化鈉和1.0g聚乙烯亞胺，攪拌狀態(tài)下通入氮?dú)夤呐?.5小時(shí)后，將混合溶液加熱至200℃，繼續(xù)反應(yīng)24小時(shí)；自然冷卻至室溫，所得黑色產(chǎn)物分別用去離子水和乙醇洗滌數(shù)次，在50℃下真空干燥24h得到樣品，即為磁性聚乙烯亞胺，平均粒徑為60nm。

實(shí)施例2：

在反應(yīng)釜中加入1g硝酸鐵(fe(no3)3˙9h2o)和30g1,2-丙二醇，攪拌至溶液透明，然后加入1g醋酸鈉和0.2g聚乙烯亞胺，攪拌狀態(tài)下通入氮?dú)夤呐?小時(shí)后，將混合溶液加熱至220℃，繼續(xù)反應(yīng)8小時(shí)；自然冷卻至室溫，所得黑色產(chǎn)物分別用去離子水和乙醇洗滌數(shù)次，在80℃下真空干燥16h得到樣品，即為磁性聚乙烯亞胺，平均粒徑為20nm。

實(shí)施例3：

在反應(yīng)釜中加入1g硫酸鐵(fe2(so4)3˙h2o)和60g1,3-丙二醇，攪拌至溶液透明，然后加入0.5g草酸鈉和1.0g聚乙烯亞胺，攪拌狀態(tài)下通入氮?dú)夤呐?小時(shí)后，將混合溶液加熱至160-220℃，繼續(xù)反應(yīng)36小時(shí)；自然冷卻至室溫，所得黑色產(chǎn)物分別用去離子水和乙醇洗滌數(shù)次，在60℃下真空干燥18h得到樣品，即為磁性聚乙烯亞胺，平均粒徑為180nm。

實(shí)施例4：

在反應(yīng)釜中加入1g氯化鐵(fecl36h2o)和10g乙二醇，攪拌至溶液透明，然后加入0.2g氫氧化鈉和0.2g聚乙烯亞胺，攪拌狀態(tài)下通入氮?dú)夤呐?小時(shí)后，將混合溶液加熱至160℃，繼續(xù)反應(yīng)48小時(shí)；自然冷卻至室溫，所得黑色產(chǎn)物分別用去離子水和乙醇洗滌數(shù)次，在100℃下真空干燥12h得到樣品，即為磁性聚乙烯亞胺，平均粒徑為80nm。

實(shí)施例5：

在反應(yīng)釜中加入1g硝酸鐵(fe(no3)3˙9h2o)和50g1,2-丙二醇，攪拌至溶液透明，然后加入5g氫氧化鉀和5g聚乙烯亞胺，攪拌狀態(tài)下通入氮?dú)夤呐?.5小時(shí)后，將混合溶液加熱至160℃，繼續(xù)反應(yīng)48小時(shí)；自然冷卻至室溫，所得黑色產(chǎn)物分別用去離子水和乙醇洗滌數(shù)次，在80℃下真空干燥14h得到樣品，即為磁性聚乙烯亞胺，平均粒徑為600nm。

實(shí)施例6：

在反應(yīng)釜中加入1g氯化鐵(fecl36h2o)和40g乙二醇，攪拌至溶液透明，然后加入2.0g醋酸鉀和1.0g聚乙烯亞胺，攪拌狀態(tài)下通入氮?dú)夤呐?.5小時(shí)后，將混合溶液加熱至200℃，繼續(xù)反應(yīng)24小時(shí)；自然冷卻至室溫，所得黑色產(chǎn)物分別用去離子水和乙醇洗滌數(shù)次，在50℃下真空干燥24h得到樣品，即為磁性聚乙烯亞胺，平均粒徑為80nm。

實(shí)施例7：

在反應(yīng)釜中加入1g硫酸鐵(fe2(so4)3˙h2o)和20g乙二醇，攪拌至溶液透明，然后加入2g草酸鉀和0.5g聚乙烯亞胺，攪拌狀態(tài)下通入氮?dú)夤呐?小時(shí)后，將混合溶液加熱至195℃，繼續(xù)反應(yīng)18小時(shí)；自然冷卻至室溫，所得黑色產(chǎn)物分別用去離子水和乙醇洗滌數(shù)次，在60℃下真空干燥16h得到樣品，即為磁性聚乙烯亞胺，平均粒徑為60nm。

實(shí)施例8：

在反應(yīng)釜中加入1g硝酸鐵(fe(no3)3˙9h2o)和50g1,3-丙二醇，攪拌至溶液透明，然后加入5g氫氧化鈉和5g聚乙烯亞胺，攪拌狀態(tài)下通入氮?dú)夤呐?.5小時(shí)后，將混合溶液加熱至185℃，繼續(xù)反應(yīng)32小時(shí)；自然冷卻至室溫，所得黑色產(chǎn)物分別用去離子水和乙醇洗滌數(shù)次，在80℃下真空干燥16h得到樣品，即為磁性聚乙烯亞胺，平均粒徑為180nm。