一种edta改性磁性吸附剂的制备方法及去除水中三价铬的方法
【专利摘要】一种EDTA改性磁性吸附剂的制备方法，将Fe3O4@SiO2粒子加入到甲醇中，超声分散20?30min后加入N?(三甲氧基硅丙基)乙二胺三乙酸钠盐，然后加入冰醋酸，超声分散后洗涤、干燥，得到EDTA改性磁性吸附剂。通过控制磁性Fe3O4@SiO2粒子与EDTA的比例，将EDTA聚合在Fe3O4@SiO2粒子上，合成了一种新型的EDTA改性磁性吸附剂，既利用了Fe3O4@SiO2磁性分离的特性，又具有EDTA络合吸附三价铬的能力，是一种应用前景良好的吸附剂，且合成周期短，成本低，方法简单，经济效益良好。
【专利说明】
一种EDTA改性磁性吸附剂的制备方法及去除水中三价铬的方法
技术领域
[0001 ]本发明属于水体中重金属净化技术领域，具体涉及一种EDTA改性磁性吸附剂的制备方法及去除水中三价铬的方法。
【背景技术】
[0002]铬是一种重要的环境污染物，主要来源于电镀、冶金、制革、印染和化工等行业排放的“三废”中。环境中的铬主要以Cr(m)和Cr(VI)两种价态存在，Cr(m)以阳离子形式存在，具有一定的致癌和致突变能力，三价铬和毒性剧烈六价铬在使用和保存中可以互相转化，过量的(超过1ppm)三价铬和六价铬对水生物都有致死作用。因此，如何快速有效去除水体中三价铬，对于水体生态系统，水环境安全具有重要意义。
[0003]目前，含铬废水的处理方法主要有化学还原沉淀法、膜处理法、电解还原法以及吸附法等。与其他方法相比，吸附法是一种操作简单，快捷有效的水处理方法。吸附剂利用其表面上密集的孔状结构，巨大的比表面积，通过化学合成，在表面上结合各种活性集团与金属离子形成配位或络合物，达到去除重金属离子的效果。目前，国内部分学者用培养的三价铬吸附菌种，来处理废水中的三价铬，菌种的培养周期较长，存活条件较为苛刻，处理成本较高。因此需要开发一种高效的吸附剂。
[0004]有研究表明，强络合剂对低浓度重金属具有更好的亲和力，发展对重金属有较强络合能力的表面活性基团，有可能提高吸附剂对低浓度重金属的吸附效果，EDTA作为一种强络合剂，本身可以形成多种络合物，金属离子形成配合物相当稳定。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种EDTA改性磁性吸附剂的制备方法及去除水中三价铬的方法，制备方法简单易操作，制备的Η)ΤΑ改性磁性吸附剂性质稳定，吸附效果良好。
[0006]为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是:
[0007]一种EDTA改性磁性吸附剂的制备方法，将Fe3O4OS12粒子加入到甲醇中，超声分散后加入N-(三甲氧基硅丙基)乙二胺三乙酸钠盐，然后加入冰醋酸，超声分散后洗涤、干燥，得到EDTA改性磁性吸附剂;其中，Fe3O4OS12粒子在甲醇中的质量浓度为5g/L，N-(三甲氧基硅丙基)乙二胺三乙酸钠盐在甲醇中的体积浓度为16mL/L。
[0008]本发明进一步的改进在于，所述洗涤具体是在氮气保护下将反应产物用去离子水冲洗2-4次，再丙酮冲洗2-4次;干燥具体为在50-55 °C下真空干燥。
[0009]本发明进一步的改进在于，所述加入冰醋酸后超声分散的时间为4_5h，甲醇中冰醋酸的体积浓度为2-2.5mL/L0
[0010]本发明进一步的改进在于，所述Fe304@Si02粒子通过以下方法制备:
[0011]I)磁性Fe3O4粒子制备:
[0012]将FeCl3.6H20和无水乙酸钠溶解在乙二醇中，搅拌均匀，形成黄色均一溶液，然后在180-200 °C下反应10-14h，倒出上清液，将所得黑色磁性颗粒沉淀进行真空干燥，得到磁性Fe3O4粒子;其中，Fe3+与无水乙酸钠的摩尔比为1:8-1:10 ；
[0013]2)Fe304@Si02 的合成:
[0014]将磁性Fe3O4粒子用盐酸浸泡，利用磁铁分离后，去除上清液，转入装有醇水溶液的容器中，超声分散后，室温下调节PH值稳定到11后，在氮气保护下加热到50-55 0C，逐滴加入正硅酸乙酯，滴毕继续反应10-14小时，然后磁铁分离，去离子水冲洗到中性后，干燥，得到Fe3O4OS12粒子;其中，Fe3O4粒子在醇水溶液中质量浓度为2.5g/L;正硅酸乙酯在醇水溶液中体积浓度为5mL/L。
[0015]本发明进一步的改进在于，所述步骤I)中FeCl3.6H2O与乙二醇的比为10.8g:400mL;搅拌采用磁力搅拌，搅拌的时间为30-40min;反应是在鼓风干燥箱中进行的；将黑色磁性颗粒沉淀通过充氮气的去离子水洗涤至上清液澄清。
[0016]本发明进一步的改进在于，所述步骤2)中盐酸浓度为0.lmol/L，浸泡时间为15min;所述醇水溶液是将乙醇与去离子水按体积比4:1配制;所述pH值是采用氨水进行调节的;步骤2)中干燥具体为在50-55 °C下真空干燥。
[0017]一种利用EDTA改性磁性吸附剂吸附水体中的三价铬的方法，在待净化的水中加入EDTA改性磁性吸附剂，在25°C、pH为2.0?9.0的条件下吸附水中的三价铬，吸附饱和后，磁性分离，得到净化后的水；其中，EDTA改性磁性吸附剂的加入量为带净化的水质量的
0.04%。
[0018]本发明进一步的改进在于，预净化的水体中三价铬的浓度为0_30mg/L。
[0019]本发明进一步的改进在于，吸附时间为Ih?24h。
[0020]与现有技术相比，本发明的有益效果是:
[0021]本发明提供一种EDTA改性磁性吸附剂的制备方法，通过控制磁性Fe3O4OS12粒子与EDTA的比例，将EDTA聚合在Fe3O4OS12粒子上，合成了一种新型的EDTA改性磁性吸附剂，既利用了 Fe3O4OS12磁性分离的特性，又具有EDTA络合吸附三价铬的能力，是一种应用前景良好的吸附剂，且合成周期短，成本低，方法简单，经济效益良好。
[0022 ]本发明利用EDTA改性磁性吸附剂吸附水中三价铬的方法，EDTA有较强络合能力的表面活性基团，利用其络合能力将水中的三价铬去除，且EDTA改性磁性吸附剂化学性质稳定，不受外界环境因素影响，吸附饱和后可以利用自身磁性与处理过后的水快速分离，操作简单，分离效果显著，具有良好的环境、经济效益。
【具体实施方式】
[0023]下面结合【具体实施方式】对本发明进行详细说明，所述是对本发明的一种解释而不是限定。
[0024]本发明合成了EDTA改性磁性吸附剂，并将其用于水中三价铬的去除。本发明公开的EDTA改性磁性吸附剂的制备方法，具体步骤如下:
[0025]I)磁性Fe3O4粒子制备
[0026]将FeCl3.6H20和无水乙酸钠混合(Fe3+:乙酸钠的摩尔比为1:8_1:10)溶解在乙二醇中，且FeCl3.6H20与乙二醇的比为10.8g:400mL，磁力搅拌30-40min，形成黄色均一溶液，全部转入反应釜在鼓风干燥箱中在180-200°C的条件下反应10-14h，倒出上清液，反应釜底部黑色磁性颗粒沉淀，通过充氮气的去离子水充分洗涤得到上清液澄清，之后进行真空干燥，得到磁性Fe3O4粒子。
[0027]2)Fe304@Si02 的合成
[0028]将磁性Fe3O4粒子用0.lmol/L盐酸浸泡，利用磁铁分离后，分离去除上清液后，转入醇水溶液(无水乙醇:去离子水体积比4:1)的三口烧瓶中，Fe304粒子的在醇水溶液中质量浓度为2.5g/L，超声分散15-20min后，室温下加入氨水使体系pH值稳定到11后，在氮气保护下机械搅拌将反应体系加热到50-55°C，逐滴加入正硅酸乙酯，滴毕继续反应10-14小时，反应产物应磁铁分离，去离子水冲洗到中性之后在50-55 °C下真空干燥，得到Fe3O4OS12粒子。其中，正硅酸乙酯在醇水溶液中体积浓度为5mL/Lο具体的，磁性Fe3O4粒子与醇水溶液的比为2.5g:lL；
[0029]3)Fe304@Si02-EDTA 的合成
[0030]将Fe3O4OS12加入到甲醇中，超声分散20-30min后加入l-2mL N_(三甲氧基硅丙基)乙二胺三乙酸钠盐，加入几滴冰醋酸，超声分散4-5h，用去离子水洗2-4次，丙酮洗2-4次(全程氮气保护)之后在50-55°C下真空干燥，得到Fe304@Si02-EDTA。
[0031]磁性Fe3O4OS12在甲醇中的质量浓度为5g/L，N_(三甲氧基硅丙基)乙二胺三乙酸钠盐在甲醇中的体积浓度为IemIVLt3Fe3O4OS12与N-(三甲氧基硅丙基)乙二胺三乙酸钠盐的质量比为4:1。甲醇中冰醋酸的体积浓度为2-2.5mL/L0
[0032]在待净化的水中加入EDTA改性磁性吸附剂，在25°C、pH为2.0?9.0的条件下吸附水中的三价铬，吸附饱和后，磁性分离，得到净化后的水;其中，m)TA改性磁性吸附剂的加入量为带净化的水质量的0.04%;预净化的水体中三价铬的浓度为0-30mg/L;吸附时间为Ih?24h0
[0033]实施例1
[0034]I)磁性Fe3O4粒子制备:将10.8g FeCl3.6H20和28.8g无水乙酸钠混合后溶解在400mL乙二醇中，磁力搅拌40min，形成黄色均一溶液，然后全部转入反应釜中，在鼓风干燥箱中190°C的条件下反应12h，倒出上清液，将反应釜底部黑色磁性颗粒沉淀通过充氮气的去离子水充分洗涤至上清液澄清，之后在50°C条件下真空干燥，得到磁性Fe3O4粒子。
[0035]2)Fe304@Si02的合成:称取Ig磁性Fe3O4粒子到50mL 0.lmol/L盐酸浸泡，超声分散15min后，用磁铁收集，然后转入装有320mL无水乙醇和80mL去离子水组成的醇水溶液的三口烧瓶中，室温下加入氨水使体系PH值稳定到11后，在氮气保护下以及机械搅拌下将反应体系加热到50 °C，逐滴加入2mL正硅酸乙酯，继续反应12小时，将反应产物磁铁分离，去离子水冲洗到中性，之后在50°C条件下真空干燥，得到Fe3O4OS12粒子。
[0036]3)Fe304@Si02-EDTA的合成:将0.5g Fe3O^S12加入到10mL甲醇中，超声30min后加入1.6mL N-(三甲氧基硅丙基)乙二胺三乙酸钠盐，然后加入4滴冰醋酸，超声4h后用去离子水洗2次，丙酮洗2次(全程氮气保护)之后在50°C条件下真空干燥，得到Fe3O4OS12-EDTA,即为EDTA改性磁性吸附剂。
[0037]实施例2
[0038]I)磁性Fe3O4粒子制备:将10.8g FeCl3.6H20和28.8g无水乙酸钠混合后溶解在400mL乙二醇中，磁力搅拌40min，形成黄色均一溶液，然后全部转入反应釜中，在鼓风干燥箱中180 0C的条件下反应14h，倒出上清液，反应釜底部黑色磁性颗粒沉淀，通过充氮气的去离子水充分洗涤得至上清液澄清，之后再50 °C真空干燥，得到磁性Fe3O4粒子。
[0039]2)Fe304@Si02的合成:称取Ig磁性Fe3O4粒子浸没到50mL 0.lmol/L盐酸中，超声分散15min后，用磁铁收集，然后转入装有320mL无水乙醇和80mL去离子水组成的醇水溶液的三口烧瓶中，室温下加入氨水使体系PH值稳定到11后，在氮气保护下机械搅拌将反应体系加热到55°C，逐滴加入2mL正硅酸乙酯，继续反应11小时，将反应产物磁铁分离，去离子水冲洗到中性时候，之后在50 °C下真空干燥，得到Fe3O4OS12粒子。
[0040]3)Fe304@Si02-EDTA的合成:将0.6g Fe3O^S12加入到10mL甲醇中，超声30min后加入2mL N-(三甲氧基硅丙基)乙二胺三乙酸钠盐，然后加入4滴冰醋酸，超声4.5h后用去离子水洗2次，丙酮洗2次(全程氮气保护)之后在50°C下真空干燥，得到Fe3O4OS12-EDTA,即为EDTA改性磁性吸附剂。
[0041 ] 实施例3
[0042]I)磁性Fe3O4粒子制备:将10.8g FeCl3.6H20和28.8g无水乙酸钠混合后溶解在400mL乙二醇中，磁力搅拌40min，形成黄色均一溶液，然后全部转入反应釜中，在鼓风干燥箱中200°C的条件下反应10.5h，倒出上清液，将反应釜底部黑色磁性颗粒沉淀，通过充氮气的去离子水充分洗涤至上清液澄清，之后再50°C真空干燥，得到磁性Fe3O4粒子。
[0043]2)Fe304@Si02的合成:称取Ig磁性Fe3O4粒子到50mL 0.lmol/L盐酸浸泡，超声分散15min后，用磁铁收集，然后转入装有320mL无水乙醇和80mL去离子水组成的醇水溶液的三口烧瓶中，室温下加入氨水使体系PH值稳定到11后，在氮气保护下以及机械搅拌下将反应体系加热到50 °C，逐滴加入2mL正硅酸乙酯，继续反应13小时，反应产物应磁铁分离，去离子水冲洗到中性时候，之后在50 °C下真空干燥，得到Fe3O4OS12粒子。
[0044]3)Fe304@Si02-EDTA的合成:将0.3g Fe3O^S12加入到10mL甲醇中，超声20min，加入1.2mL N-(三甲氧基硅丙基)乙二胺三乙酸钠盐，然后加入4滴冰醋酸，超声4h后用去离子水洗2次，丙酮洗2次(全程氮气保护)之后在50 °C下真空干燥，得到Fe3O4OS12-EDTA。
[0045]实施例4
[0046]以实施例1制备的Fe3O4OS12-EDTA为吸附剂，向三价铬的浓度为2.5mg/L的待净化的水中加入m)TA改性磁性吸附剂，在15°C、pH为2.0?9.0的条件下吸附水中的三价铬，吸附24小时后，磁性分离，得到净化后的水;其中，EDTA改性磁性吸附剂的加入量为带净化的水质量的0.04%。三价铬的吸附量为5.68mg/g，去除率为91.6%。
[0047 ]以实施例1制备的Fe 304@S i O2-EDTA为吸附剂，向三价铬的浓度为I Omg/!的待净化的水中加入Η)ΤΑ改性磁性吸附剂，在15°C、pH为2.0?9.0的条件下吸附水中的三价铬，吸附24小时后，磁性分离，得到净化后的水;其中，EDTA改性磁性吸附剂的加入量为带净化的水质量的0.04%。三价铬的吸附量为17.09mg/g，去除率为68.71 %。
[0048]以实施例1制备的Fe3O4OS12-EDTA为吸附剂，向三价铬的浓度为30mg/L的待净化的水中加入m)TA改性磁性吸附剂，在15°C、pH为2.0?9.0的条件下吸附水中的三价铬，吸附24小时后，磁性分离，得到净化后的水;其中，EDTA改性磁性吸附剂的加入量为带净化的水质量的0.04%。三价铬的吸附量为38.58mg/g，去除率为51.96%。
[0049]由此可以看出，在15°C条件下，随着三价铬浓度的增大，氨基聚多酸改性磁性吸附剂对三价铬的吸附量逐渐增大，去除率逐渐减少。
[0050]实施例5[0051 ]以实施例1制备的Fe3O4OS12-EDTA为吸附剂，向三价铬的浓度为2.5mg/L的待净化的水中加入m)TA改性磁性吸附剂，在25°C、pH为2.0?9.0的条件下吸附水中的三价铬，吸附24小时后，磁性分离，得到净化后的水;其中，EDTA改性磁性吸附剂的加入量为带净化的水质量的0.04%。三价铬的吸附量为5.85mg/g，去除率为94.46%。
[0052 ]以实施例1制备的Fe 304@S i O2-EDTA为吸附剂，向三价铬的浓度为I Omg/!的待净化的水中加入Η)ΤΑ改性磁性吸附剂，在25°C、pH为2.0?9.0的条件下吸附水中的三价铬，吸附24小时后，磁性分离，得到净化后的水;其中，EDTA改性磁性吸附剂的加入量为带净化的水质量的0.04%。三价铬的吸附量为16.00mg/g，去除率为64.33%。
[0053]以实施例1制备的Fe3O4OS12-EDTA为吸附剂，向三价铬的浓度为30mg/L的待净化的水中加入m)TA改性磁性吸附剂，在25°C、pH为2.0?9.0的条件下吸附水中的三价铬，吸附24小时后，磁性分离，得到净化后的水;其中，EDTA改性磁性吸附剂的加入量为带净化的水质量的0.04 %。三价铬的吸附量为33.12mg/g，去除率为44.6 %。
[0054]由此可以看出，在25°C条件下，随着三价铬浓度的增大，氨基聚多酸改性磁性吸附剂对三价铬的吸附量逐渐增大，去除率逐渐减少。
[0055]实施例6
[0056]以实施例1制备的Fe3O4OS12-EDTA为吸附剂，向三价铬的浓度为2.5mg/L的待净化的水中加入m)TA改性磁性吸附剂，在35°C、pH为2.0?9.0的条件下吸附水中的三价铬，吸附24小时后，磁性分离，得到净化后的水;其中，EDTA改性磁性吸附剂的加入量为带净化的水质量的0.04%。三价铬的吸附量为5.57mg/g，去除率为89.96%。
[0057 ]以实施例1制备的Fe 304@S i O2-EDTA为吸附剂，向三价铬的浓度为I Omg/!的待净化的水中加入Η)ΤΑ改性磁性吸附剂，在35°C、pH为2.0?9.0的条件下吸附水中的三价铬，吸附24小时后，磁性分离，得到净化后的水;其中，EDTA改性磁性吸附剂的加入量为带净化的水质量的0.04%。三价铬的吸附量为18.95mg/g，去除率为75.05%。
[0058]以实施例1制备的Fe3O4OS12-EDTA为吸附剂，向三价铬的浓度为30mg/L的待净化的水中加入m)TA改性磁性吸附剂，在35°C、pH为2.0?9.0的条件下吸附水中的三价铬，吸附24小时后，磁性分离，得到净化后的水;其中，EDTA改性磁性吸附剂的加入量为带净化的水质量的0.04%。三价铬的吸附量为48.1811^/^，去除率为64.23%。
[0059]由此可以看出，在35°C条件下，随着三价铬浓度的增大，氨基聚多酸改性磁性吸附剂对三价铬的吸附量逐渐增大，去除率逐渐减少。
[0060]实施例7
[0061 ]以实施例1制备的Fe3O4OS12-EDTA材料为吸附剂，三价铬的浓度为I Omg/L，温度为25 °C，pH = 2，吸附时间24小时，其他条件不变，三价铬的吸附量为8.09mg/g，去除率为32.35%。
[0062]实施例8
[0063]同实施实例7，水体pH= 3，其他条件不变，三价铬的吸附量为8.30mg/g，去除率为33.36%。
[0064]实施例9
[0065]同实施实例7，水体PH= 4，其他条件不变，三价铬的吸附量为9.02mg/g，去除率为36.45%。
[0066]实施例10
[0067]同实施实例7，水体pH=5，其他条件不变，三价铬的吸附量为11.31mg/g，去除率为45.47%。
[0068]实施例11
[0069]同实施实例7，水体pH=6，其他条件不变，三价铬的吸附量为18.30mg/g，去除率为73.18%。
[0070]实施例12
[0071 ]同实施实例7，水体pH= 7，其他条件不变，三价铬的吸附量为24.22mg/g，去除率为93.37%。
[0072]实施例13
[0073]同实施实例7，水体pH=9，其他条件不变，三价铬的吸附量为24.97mg/g，去除率为99.89%。
[0074]由实例7?13可知随着pH增大，三价铬去除率率逐渐变大，在偏碱性的环境中，一部分三价铬会形成沉淀。
[0075]实施例14
[0076]同实施例4，三价铬的浓度为5mg/L，温度为15°C，其他条件不变，三价铬的吸附量为10.7311^/^，去除率为85.86%。
[0077]实施例15
[0078]同实施例5，三价铬的浓度为5mg/L，温度为25°C，其他条件不变，三价铬的吸附量为11.09mg/g，去除率为88.7 %。
[0079]实施例16
[0080]同实施例6，三价铬的浓度为5mg/L，温度为35°C，其他条件不变，三价铬的吸附量为 10.56mg/g，去除率为84.46%。
[0081 ]由实例14?16可知，在较低浓度下，25°C时，吸附剂吸附效果较优。
[0082]本发明采用改性Fe3O4OS12-EDTA作为吸附剂，并将其用于水中三价铬的去除，去除效果较好。
[0083]实施例17
[0084]I)磁性Fe3O4粒子制备:
[0085]将FeCl3.6H20和无水乙酸钠溶解在乙二醇中，磁力搅拌30min，形成黄色均一溶液，然后在鼓风干燥箱中于200 °C下反应1h，倒出上清液，将黑色磁性颗粒沉淀通过充氮气的去离子水洗涤至上清液澄清，再进行真空干燥，得到磁性Fe3O4粒子;其中，Fe3+与无水乙酸钠的摩尔比为1:8;其中，FeCl3.6H20与乙二醇的比为10.8g:400mL;
[0086]2)Fe304@Si02 的合成:
[0087]将磁性Fe3O4粒子用0.lmol/L盐酸浸泡20min，利用磁铁分离后，去除上清液，转入装有醇水溶液的容器中，超声分散后，室温下采用氨水调节PH值稳定到11后，在氮气保护下加热到52°C，逐滴加入正硅酸乙酯，滴毕继续反应10小时，然后磁铁分离，去离子水冲洗到中性后，在55 0C下真空干燥，得到Fe3O4OS12粒子;其中，Fe3O4粒子在醇水溶液中质量浓度为2.5g/L;正硅酸乙酯在醇水溶液中体积浓度为5mL/L。所述醇水溶液是将乙醇与去离子水按体积比4:1配制。
[0088]3)将Fe3O4OS12粒子加入到甲醇中，超声分散20min后加入N-(三甲氧基硅丙基)乙二胺三乙酸钠盐，然后加入冰醋酸，超声分散5h后在氮气保护下将反应产物用去离子水冲洗2次，再丙酮冲洗2次，在50 0C下真空干燥后，得到EDTA改性磁性吸附剂；其中，Fe3O4OS12粒子在甲醇中的质量浓度为5g/L，N-(三甲氧基硅丙基)乙二胺三乙酸钠盐在甲醇中的体积浓度为16mL/L;甲醇中冰醋酸的体积浓度为2mL/L。
[0089]实施例18
[0090]I)磁性Fe3O4粒子制备:
[0091]将FeCl3.6H20和无水乙酸钠溶解在乙二醇中，磁力搅拌35min，形成黄色均一溶液，然后在鼓风干燥箱中于180 °C下反应12h，倒出上清液，将黑色磁性颗粒沉淀通过充氮气的去离子水洗涤至上清液澄清，再进行真空干燥，得到磁性Fe3O4粒子;其中，Fe3+与无水乙酸钠的摩尔比为1:10;其中，FeCl3.6H20与乙二醇的比为10.8g:400mL;
[0092]2)Fe304@Si02 的合成:
[0093]将磁性Fe3O4粒子用0.111101/1盐酸浸泡171^11，利用磁铁分离后，去除上清液，转入装有醇水溶液的容器中，超声分散后，室温下采用氨水调节PH值稳定到11后，在氮气保护下加热到50°C，逐滴加入正硅酸乙酯，滴毕继续反应14小时，然后磁铁分离，去离子水冲洗到中性后，在53 0C下真空干燥，得到Fe3O4OS12粒子;其中，Fe3O4粒子在醇水溶液中质量浓度为
2.5g/L;正硅酸乙酯在醇水溶液中体积浓度为5mL/L。所述醇水溶液是将乙醇与去离子水按体积比4:1配制。
[0094]3)将Fe3O4OS12粒子加入到甲醇中，超声分散25min后加入N-(三甲氧基硅丙基)乙二胺三乙酸钠盐，然后加入冰醋酸，超声分散4h后在氮气保护下将反应产物用去离子水冲洗4次，再丙酮冲洗4次，在55 0C下真空干燥后，得到EDTA改性磁性吸附剂；其中，Fe3O4OS12粒子在甲醇中的质量浓度为5g/L，N-(三甲氧基硅丙基)乙二胺三乙酸钠盐在甲醇中的体积浓度为16mL/L;甲醇中冰醋酸的体积浓度为2mL/L。
【主权项】
1.一种EDTA改性磁性吸附剂的制备方法，其特征在于，将Fe3O4OS12粒子加入到甲醇中，超声分散后加入N-(三甲氧基硅丙基)乙二胺三乙酸钠盐，然后加入冰醋酸，超声分散后洗涤、干燥，得到EDTA改性磁性吸附剂;其中，Fe3O4OS12粒子在甲醇中的质量浓度为5g/L，N-(三甲氧基硅丙基)乙二胺三乙酸钠盐在甲醇中的体积浓度为16mL/L。2.根据权利要求1所述的一种EDTA改性磁性吸附剂的制备方法，其特征在于，所述洗涤具体是在氮气保护下将反应产物用去离子水冲洗2-4次，再丙酮冲洗2-4次;干燥具体为在50-55 °C下真空干燥。3.根据权利要求1所述的一种EDTA改性磁性吸附剂的制备方法，其特征在于，所述加入冰醋酸后超声分散的时间为4-5h，甲醇中冰醋酸的体积浓度为2-2.5mL/L。4.根据权利要求1所述的一种EDTA改性磁性吸附剂的制备方法，其特征在于，所述Fe304iS i O2粒子通过以下方法制备: 1)磁性Fe304粒子制备: 将FeCl3.6H20和无水乙酸钠溶解在乙二醇中，搅拌均匀，形成黄色均一溶液，然后在180-200 °C下反应10-14h，倒出上清液，将所得黑色磁性颗粒沉淀进行真空干燥，得到磁性Fe3O4粒子;其中，Fe3+与无水乙酸钠的摩尔比为1:8-1:10 ； 2)Fe304@Si02的合成: 将磁性Fe3O4粒子用盐酸浸泡，利用磁铁分离后，去除上清液，转入装有醇水溶液的容器中，超声分散后，室温下调节PH值稳定到11后，在氮气保护下加热到50-55°C，逐滴加入正硅酸乙酯，滴毕继续反应10-14小时，然后磁铁分离，去离子水冲洗到中性后，干燥，得到Fe3O4OS12粒子;其中，Fe3O4粒子在醇水溶液中质量浓度为2.5g/L;正硅酸乙酯在醇水溶液中体积浓度为5mL/L。5.根据权利要求4所述的一种EDTA改性磁性吸附剂的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中FeCl3.6H20与乙二醇的比为10.8g:400mL;搅拌采用磁力搅拌，搅拌的时间为30-40min;反应是在鼓风干燥箱中进行的;将黑色磁性颗粒沉淀通过充氮气的去离子水洗涤至上清液澄清。6.根据权利要求4所述的一种EDTA改性磁性吸附剂的制备方法，其特征在于，所述步骤2)中盐酸浓度为0.lmol/L，浸泡时间为15min ；所述醇水溶液是将乙醇与去离子水按体积比4:1配制;所述pH值是采用氨水进行调节的；步骤2)中干燥具体为在50-55°C下真空干燥。7.—种利用权利要求1中所述EDTA改性磁性吸附剂吸附水体中的三价铬的方法，其特征在于，在待净化的水中加入EDTA改性磁性吸附剂，在25°C、pH为2.0?9.0的条件下吸附水中的三价铬，吸附饱和后，磁性分离，得到净化后的水;其中JDTA改性磁性吸附剂的加入量为带净化的水质量的0.04 %。8.根据权利要求7中所述的利用EDTA改性磁性吸附剂吸附水体中的三价铬的方法，其特征在于，预净化的水体中三价铬的浓度为0-30mg/L。9.根据权利要求7中所述的利用EDTA改性磁性吸附剂吸附水体中的三价铬的方法，其特征在于，吸附时间为Ih?24h。
【文档编号】C02F1/28GK105903453SQ201610394937
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年6月6日
【发明人】王家宏, 邹睿, 毛敏, 史佳亦
【申请人】陕西科技大学