CN105153351B - 一种柠檬酸‑聚丙烯酸盐磁性水凝胶、其制备方法及应用 - Google Patents
一种柠檬酸‑聚丙烯酸盐磁性水凝胶、其制备方法及应用 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种柠檬酸‑聚丙烯酸盐磁性水凝胶、其制备方法及应用，搅拌下向丙烯酸中滴加NaOH溶液，加入丙烯酰胺，再加入交联剂，混合均匀后，加入磁性Fe3O4粒子、柠檬酸，溶解后再加入过硫酸铵、亚硫酸钠，混合均匀，70℃下加热搅拌至固化，烘干，即得所述之柠檬酸‑聚丙烯酸盐磁性水凝胶。本发明的柠檬酸‑聚丙烯酸盐磁性水凝胶具有吸附量大，不影响土壤pH值、便于回收等优点，是一种新的环境友好型的吸附材料。
Description
技术领域
本发明涉及一种柠檬酸-聚丙烯酸盐磁性水凝胶、其制备方法及应用。
背景技术
随着化工、电镀、电子和制革等工业生产中“三废”的排放及重金属污染普遍性、隐蔽性、长期性、不可逆性和迁移转化的特点，使重金属污染对生态系统的危害以及对人体健康的影响日益受到关注，对于重金属污染的治理显得刻不容缓。目前，重金属污染土壤的修复主要采用物理化学法，其机理为改变重金属在土壤中的存在形态，使其由活化态转变为稳定态从而降低其在环境中的迁移性和生物可利用性；或从土壤中去除重金属，以使其存留浓度接近或达到背景值。水凝胶因其独特的吸水和良好的生物相容性等优点而在修复重金属污染上得到关注。但柠檬酸-聚丙烯酸盐磁性水凝胶在吸附铜离子上的应用暂未见报道。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供了一种柠檬酸-聚丙烯酸盐磁性水凝胶、其制备方法及应用，具有吸附量大，不影响土壤pH值、便于回收等优点，是一种新的环境友好型的吸附材料。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案之一是：
一种柠檬酸-聚丙烯酸盐磁性水凝胶的制备方法，取丙烯酸，搅拌下向丙烯酸中滴加30％的NaOH溶液，再加入丙烯酰胺，混合均匀，加入交联剂，混合均匀后，加入磁性Fe3O4粒子并使其充分溶解，加入柠檬酸，溶解后再加入0.05mol/L过硫酸铵溶液后，20～30s内加入0.05mol/L亚硫酸钠溶液，混合均匀，65～75℃下加热搅拌至固化，55～65℃烘干，即得所述之柠檬酸-聚丙烯酸盐磁性水凝胶；所述丙烯酸、30％的NaOH溶液、丙烯酰胺、交联剂、磁性Fe3O4粒子、柠檬酸、0.05mol/L过硫酸铵溶液、0.05mol/L亚硫酸钠溶液之配方比例为4.5～5.5g：6～7ml：1.2～1.3g:0.0018～0.0022g:0.08～0.12g:0.8～5.5g:2.0ml～2.4ml:3.7～4.1ml。
一实施例中：所述加热搅拌至固化的温度为70℃；所述烘干温度为60℃；所述丙烯酸、30％的NaOH溶液、丙烯酰胺、交联剂、磁性Fe3O4粒子、柠檬酸、0.05mol/L过硫酸铵溶液、0.05mol/L亚硫酸钠溶液之配方比例为5g：6.5ml:1.25g:0.002g:0.1g:1～5g:2.2ml:3.9ml。
一实施例中：所述丙烯酸、30％的NaOH溶液、丙烯酰胺、交联剂、磁性Fe3O4粒子、柠檬酸、0.05mol/L过硫酸铵溶液、0.05mol/L亚硫酸钠溶液之配方比例为5g：6.5ml:1.25g:0.002g:0.1g:2.5g:2.2ml:3.9ml。
一实施例中：所述磁性Fe3O4粒子的制备方法为：取FeCl3·6H2O和FeCl2·4H2O，氮气保护下溶于水中，搅拌25～35min，氮气保护下加热至55～65℃，调节pH值为8.8～9.2，在该碱性条件下产生Fe3O4晶体，冷却至室温后，磁铁分离沉淀，即为磁性Fe3O4粒子；所述FeCl3·6H2O和FeCl2·4H2O之摩尔比为0.04～0.05:0.03～0.04。
一实施例中：所述交联剂为N,N-亚甲基双丙烯酰胺。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案之二是：
一种柠檬酸-聚丙烯酸盐磁性水凝胶，所述磁性水凝胶的原料包括丙烯酸、30％的NaOH溶液、丙烯酰胺、交联剂、磁性Fe3O4粒子、柠檬酸、0.05mol/L过硫酸铵溶液、0.05mol/L亚硫酸钠溶液；且所述所述丙烯酸、30％的NaOH溶液、丙烯酰胺、交联剂、磁性Fe3O4粒子、柠檬酸、0.05mol/L过硫酸铵溶液、0.05mol/L亚硫酸钠溶液之配方比例为4.5～5.5g：6～7ml：1.2～1.3g:0.0018～0.0022g:0.08～0.12g:0.8～5.5g:2.0ml～2.4ml:3.7～4.1ml。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案之三是：
上述柠檬酸-聚丙烯酸盐磁性水凝胶在吸附铜离子上的应用。
一实施例中：吸附铜离子的条件为：温度52～58℃，pH值为2.8～3.2，吸附22～26h，Cu2+初始浓度不高于25mg/L。
本技术方案与背景技术相比，它具有如下优点：
因柠檬酸含有三个羧基，对重金属具有较强的络合作用，由于其易于溶解，所以对土壤重金属的吸附行为中有广泛的应用。但柠檬酸为酸性，施入土壤后会改变土壤pH，影响微生物的活性。本发明的柠檬酸-聚丙烯酸盐磁性水凝胶，采用柠檬酸和聚丙烯酸盐两种修复剂复合制备而得，并加入了磁性Fe3O4粒子，不仅方便水凝胶的回收，还增加了水凝胶的吸附容量，在柠檬酸对铜离子等重金属离子吸附的同时，降低了柠檬酸对土壤的酸化作用，不影响土壤pH值和其中微生物的活性，一种新的环境友好型的吸附材料。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1为不同浓度Cu2+的紫外吸收光谱。
图2为吸光度A与Cu2+浓度C的标准曲线示意图。
图3为本发明的柠檬酸-聚丙烯酸盐磁性水凝胶与柠檬酸-聚丙烯酸盐非磁性水凝胶对铜离子的吸附性能对比示意图。
图4为实施例1～5的柠檬酸-聚丙烯酸盐磁性水凝胶吸水率示意图。
图5为实施例1～5的柠檬酸-聚丙烯酸盐磁性水凝胶的铜离子吸附率示意图。
图6为本发明的柠檬酸-聚丙烯酸盐磁性水凝胶的红外图谱。
具体实施方式
下面通过实施例具体说明本发明的内容：
实施例1～5
一种柠檬酸-聚丙烯酸盐磁性水凝胶，其制备方法如下：
按照表1中原料配比，称取丙烯酸(AA)于100ml烧杯中，搅拌下向丙烯酸中滴加30％的NaOH溶液，待二者反应后，再加入丙烯酰胺(AM)，混合均匀后，加入交联剂N,N-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)，超声振荡以混合均匀后，加入磁性Fe3O4粒子，超声振荡使其充分溶解，加入柠檬酸，超声振荡溶解后再加入0.05mol/L过硫酸铵溶液后，20～30s内加入0.05mol/L亚硫酸钠溶液，混合均匀，放入70℃水浴锅中加热搅拌至固化，再放入60℃烘箱中烘干，即得所述之柠檬酸-聚丙烯酸盐磁性水凝胶。
表1实施例1～5中柠檬酸-聚丙烯酸盐磁性水凝胶的配方
其中，磁性Fe3O4粒子采用部分共沉淀法制备：在250mL三颈烧瓶中依次加入12.2gFeCl3·6H2O和7g FeCl2·4H2O，氮气保护下溶于100ml蒸馏水中，高速搅拌30min，氮气保护下水浴加热至60℃，滴加氨水调节pH值为9，在氨水的碱性条件下产生Fe3O4黑色晶体，冷却至室温后，磁铁分离沉淀，用去离子水和无水乙醇反复清洗，即为磁性Fe3O4粒子。反应式如下：
Fe2++2Fe3++8OH-＝Fe3O4↓+4H2O
实施例6：柠檬酸-聚丙烯酸盐磁性水凝胶与柠檬酸-聚丙烯酸盐非磁性水凝胶吸附性能对比
取0.2g的BCO溶解于100mL无水乙醇中，加100mL的H2O制得质量浓度为0.1％的BCO溶液；取5.4g氯化铵溶解在水中，加35mL氨水，稀释至100mL，得到氯化铵-氨水缓冲液，调节pH值至8.5备用。
在25mL的比色管中，分别加入0mL(参比)、2mL、4mL、6mL、8mL、10mL的10.0mg/L的Cu2+标准液，再分别加入5mL的pH＝8.5氯化铵-氨水缓冲液和5mL的1g/L的BCO显色剂，加去离子水定容至刻度，摇匀。充分显色1h后，采用紫外分光光度计测得Cu2+的紫外吸收光谱如图1，吸光度与Cu2+浓度C的线性关系如图2，在一定的范围内Cu2+浓度与吸光度具有良好的线性关系，吸光度A与Cu2+溶液浓度C的关系式：A＝0.0107+0.29338*C，其相关系数R＝0.99977。将此标准曲线用于实施例6～16的Cu2+浓度检测。
柠檬酸-聚丙烯酸盐非磁性水凝胶的制备方法同柠檬酸-聚丙烯酸盐磁性水凝胶的制备方法，但不加磁性Fe3O4粒子。
分别准确称取0.2g的柠檬酸-聚丙烯酸盐磁性水凝胶与柠檬酸-聚丙烯酸盐非磁性水凝胶，置于过量的去离子水中浸泡吸附，待水凝胶达到平衡溶胀后，取出用滤纸吸干表面的水分，分别放于150mL的锥形瓶中，再分别加入50mL的10mg/L Cu2+溶液，将锥形瓶放入水浴恒温振荡器中，120r/min，25℃，振荡吸附24h后，过滤，取2mL滤液，加入5mL的氯化铵-氨水缓冲液和5mL BCO溶液，混合均匀，静置1h后，用UV-2550紫外可见分光光度计检测并根据上述标准曲线得到其Cu2+浓度，进而得到Cu2+吸附率。
实验结果如图3所示，振荡24h后，柠檬酸-聚丙烯酸盐非磁性水凝胶吸附率84.49％，低于柠檬酸-聚丙烯酸盐磁性水凝胶吸附率88.12％，相差1.67％。说明磁性水凝胶的吸附性能优于非磁性水凝胶。
实施例7：实施例1～5的柠檬酸-聚丙烯酸盐磁性水凝胶的吸水率
分别准确称取0.2g实施例1～5的柠檬酸-聚丙烯酸盐磁性水凝胶，室温下置于足量去离子水中浸泡，每隔1h取出，沥去表面的水分，称重并记录数据。记录后，再次放到去离子水中浸泡，直到吸附饱和。
实验结果如图4所示，吸附9h后，重量基本不变，说明柠檬酸-聚丙烯酸盐磁性水凝胶已吸附饱和。实施例1～5的柠檬酸-聚丙烯酸盐磁性水凝胶吸水率分别为：111.11、114.79、132.16、22.16、16.37，实施例3的柠檬酸-聚丙烯酸盐磁性水凝胶吸水率最高，实施例5的柠檬酸-聚丙烯酸盐磁性水凝胶吸水率最低。
实施例8：实施例1～5的柠檬酸-聚丙烯酸盐磁性水凝胶的铜离子吸附率
分别准确称取0.2g实施例1～5的柠檬酸/聚丙烯酸盐磁性水凝胶，置于一定体积的去离子水中浸泡吸附，待水凝胶达到平衡溶胀后，取出用滤纸吸干表面的水分，分别放于5个150mL的锥形瓶中，再分别加入50mL的10mg/LCu2+溶液，将锥形瓶放入水浴恒温振荡器中，120r/min，25℃，振荡吸附24h后，过滤，取2mL滤液，加入5mL的氯化铵-氨水缓冲液和5mLBCO溶液，混合均匀，静置1h后，用UV-2550紫外可见分光光度计检测并根据实施例6的标准曲线得到其Cu2+浓度，进而得到Cu2+吸附率。
实验结果如图5所示，实施例1～5的柠檬酸-聚丙烯酸盐磁性水凝胶对Cu2+的吸附率分别为：88.52％、89.73％、90.78％、83.43％、80.75％。实施例3的柠檬酸-聚丙烯酸盐磁性水凝胶的吸附率为最好。
实施例9
分别准确称取0.2g实施例3的柠檬酸/聚丙烯酸盐磁性水凝胶，置于一定体积的去离子水中浸泡吸附，待水凝胶达到平衡溶胀后，取出用滤纸吸干表面的水分，放于150mL的锥形瓶中，再加入50mL的20mg/LCu2+溶液，用0.1mol/L的NaOH溶液和0.3mol/的HCl溶液分别调节溶液的pH为3，将锥形瓶放入水浴恒温振荡器中，120r/min，55℃，振荡吸附24h后，过滤，取2mL滤液，加入5mL的氯化铵-氨水缓冲液和5mL BCO溶液，混合均匀，静置1h后，用UV-2550紫外可见分光光度计检测并根据实施例6的标准曲线得到其Cu2+浓度，进而得到Cu2+吸附率。
经检测，Cu2+吸附率为93.27％。
实施例10
分别准确称取0.2g实施例3的柠檬酸/聚丙烯酸盐磁性水凝胶，置于一定体积的去离子水中浸泡吸附，待水凝胶达到平衡溶胀后，取出用滤纸吸干表面的水分，放于150mL的锥形瓶中，再加入50mL的10mg/LCu2+溶液，用0.1mol/L的NaOH溶液和0.3mol/的HCl溶液分别调节溶液的pH为3，将锥形瓶放入水浴恒温振荡器中，120r/min，25℃，振荡吸附24h后，过滤，取2mL滤液，加入5mL的氯化铵-氨水缓冲液和5mL BCO溶液，混合均匀，静置1h后，用UV-2550紫外可见分光光度计检测并根据实施例6的标准曲线得到其Cu2+浓度，进而得到Cu2+吸附率。
经检测，Cu2+吸附率为91.70％。
实施例11
分别准确称取0.2g实施例3的柠檬酸/聚丙烯酸盐磁性水凝胶，置于一定体积的去离子水中浸泡吸附，待水凝胶达到平衡溶胀后，取出用滤纸吸干表面的水分，放于150mL的锥形瓶中，再加入50mL的10mg/LCu2+溶液，用0.1mol/L的NaOH溶液和0.3mol/的HCl溶液分别调节溶液的pH为6，将锥形瓶放入水浴恒温振荡器中，120r/min，25℃，振荡吸附24h后，过滤，取2mL滤液，加入5mL的氯化铵-氨水缓冲液和5mL BCO溶液，混合均匀，静置1h后，用UV-2550紫外可见分光光度计检测并根据实施例6的标准曲线得到其Cu2+浓度，进而得到Cu2+吸附率。
经检测，Cu2+吸附率为89.16％。
实施例12
分别准确称取0.2g实施例3的柠檬酸/聚丙烯酸盐磁性水凝胶，置于一定体积的去离子水中浸泡吸附，待水凝胶达到平衡溶胀后，取出用滤纸吸干表面的水分，放于150mL的锥形瓶中，再加入50mL的20mg/LCu2+溶液，用0.1mol/L的NaOH溶液和0.3mol/的HCl溶液分别调节溶液的pH为1，将锥形瓶放入水浴恒温振荡器中，35℃下吸附24h后，过滤，取2mL滤液，加入5mL的氯化铵-氨水缓冲液和5mL BCO溶液，混合均匀，静置1h后，用UV-2550紫外可见分光光度计检测并根据实施例6的标准曲线得到其Cu2+浓度，进而得到Cu2+吸附率。
经检测，Cu2+吸附率为91.43％。
实施例13
分别准确称取0.2g实施例3的柠檬酸/聚丙烯酸盐磁性水凝胶，置于一定体积的去离子水中浸泡吸附，待水凝胶达到平衡溶胀后，取出用滤纸吸干表面的水分，放于150mL的锥形瓶中，再加入50mL的160mg/LCu2+溶液，用0.1mol/L的NaOH溶液和0.3mol/的HCl溶液分别调节溶液的pH为5，将锥形瓶放入水浴恒温振荡器中，45℃下吸附24h后，过滤，取2mL滤液，加入5mL的氯化铵-氨水缓冲液和5mL BCO溶液，混合均匀，静置1h后，用UV-2550紫外可见分光光度计检测并根据实施例6的标准曲线得到其Cu2+浓度，进而得到Cu2+吸附率。
经检测，Cu2+吸附率为85.21％。
实施例14
分别准确称取0.2g实施例3的柠檬酸/聚丙烯酸盐磁性水凝胶，置于一定体积的去离子水中浸泡吸附，待水凝胶达到平衡溶胀后，取出用滤纸吸干表面的水分，放于150mL的锥形瓶中，再加入50mL的10mg/LCu2+溶液，用0.1mol/L的NaOH溶液和0.3mol/的HCl溶液分别调节溶液的pH为2，将锥形瓶放入水浴恒温振荡器中，65℃下吸附24h后，过滤，取2mL滤液，加入5mL的氯化铵-氨水缓冲液和5mL BCO溶液，混合均匀，静置1h后，用UV-2550紫外可见分光光度计检测并根据实施例6的标准曲线得到其Cu2+浓度，进而得到Cu2+吸附率。
经检测，Cu2+吸附率为87.79％。
实施例15
分别准确称取0.2g实施例3的柠檬酸/聚丙烯酸盐磁性水凝胶，置于一定体积的去离子水中浸泡吸附，待水凝胶达到平衡溶胀后，取出用滤纸吸干表面的水分，放于150mL的锥形瓶中，再加入50mL的80mg/LCu2+溶液，用0.1mol/L的NaOH溶液和0.3mol/的HCl溶液分别调节溶液的pH为3，将锥形瓶放入水浴恒温振荡器中，25℃下吸附24h后，过滤，取2mL滤液，加入5mL的氯化铵-氨水缓冲液和5mL BCO溶液，混合均匀，静置1h后，用UV-2550紫外可见分光光度计检测并根据实施例6的标准曲线得到其Cu2+浓度，进而得到Cu2+吸附率。
经检测，Cu2+吸附率为89.63％。
实施例16
分别准确称取0.2g实施例3的柠檬酸/聚丙烯酸盐磁性水凝胶，置于一定体积的去离子水中浸泡吸附，待水凝胶达到平衡溶胀后，取出用滤纸吸干表面的水分，放于150mL的锥形瓶中，再加入50mL的40mg/LCu2+溶液，用0.1mol/L的NaOH溶液和0.3mol/的HCl溶液分别调节溶液的pH为4，将锥形瓶放入水浴恒温振荡器中，120r/min，55℃，振荡吸附24h后，过滤，取2mL滤液，加入5mL的氯化铵-氨水缓冲液和5mL BCO溶液，混合均匀，静置1h后，用UV-2550紫外可见分光光度计检测并根据实施例6的标准曲线得到其Cu2+浓度，进而得到Cu2+吸附率。
经检测，Cu2+吸附率为91.24％。
上述实施例均可实现下述实验例之效果：
实验例1：柠檬酸-聚丙烯酸盐磁性水凝胶的红外分析
柠檬酸-聚丙烯酸盐磁性水凝胶的红外分析如图6所示，1401，990cm-1处吸收峰分别为柠檬酸羧基上的羟基面内弯曲振动峰和面外弯曲振动峰；567cm-1处出现的新峰，为Fe304中Fe-O的弯曲振动，表明水凝胶成功的负载Fe3O4；1750cm-1处为羧羰基C＝O的特征吸收峰；1520cm-1为羧酸盐的特征峰。该红外分析结果表示成功形成了柠檬酸-聚丙烯酸盐磁性水凝胶。
综上所述，柠檬酸-聚丙烯酸盐磁性水凝胶的最佳原料配比为：丙烯酸与柠檬酸的质量比为2:1，丙烯酸与30％的NaOH溶液的配方比例为5g：6.5ml，即中和度为70～80％，丙烯酰胺质量为丙烯酸质量的25％，交联剂MBA为丙烯酸质量的0.04％，0.05mol/L过硫酸铵、0.05mol/L亚硫酸钠为丙烯酸质量的0.05％，0.1g Fe3O4，固化温度为70℃时吸附效果最佳；且最佳吸附Cu2+的条件为：温度55℃，pH值为3，120r/min振荡吸附24h，Cu2+初始浓度不高于20mg/L。
本领域普通技术人员可知，当本发明的技术参数在如下范围内变化时，可以预期得到与上述实施例相同或相近的技术效果：
一种柠檬酸-聚丙烯酸盐磁性水凝胶的制备方法，取丙烯酸，搅拌下向丙烯酸中滴加30％的NaOH溶液，再加入丙烯酰胺，混合均匀，加入交联剂，混合均匀后，加入磁性Fe3O4粒子并使其充分溶解，加入柠檬酸，溶解后再加入0.05mol/L过硫酸铵溶液后，20～30s内加入0.05mol/L亚硫酸钠溶液，混合均匀，65～75℃下加热搅拌至固化，55～65℃烘干，即得所述之柠檬酸-聚丙烯酸盐磁性水凝胶；所述丙烯酸、30％的NaOH溶液、丙烯酰胺、交联剂、磁性Fe3O4粒子、柠檬酸、0.05mol/L过硫酸铵溶液、0.05mol/L亚硫酸钠溶液之配方比例为4.5～5.5g：6～7ml：1.2～1.3g:0.0018～0.0022g:0.08～0.12g:0.8～5.5g:2.0ml～2.4ml:3.7～4.1ml。
所述加热搅拌至固化的温度为70℃；所述烘干温度为60℃；所述丙烯酸、30％的NaOH溶液、丙烯酰胺、交联剂、磁性Fe3O4粒子、柠檬酸、0.05mol/L过硫酸铵溶液、0.05mol/L亚硫酸钠溶液之配方比例为5g：6.5ml:1.25g:0.002g:0.1g:1～5g:2.2ml:3.9ml。
所述丙烯酸、30％的NaOH溶液、丙烯酰胺、交联剂、磁性Fe3O4粒子、柠檬酸、0.05mol/L过硫酸铵溶液、0.05mol/L亚硫酸钠溶液之配方比例为5g：6.5ml:1.25g:0.002g:0.1g:2.5g:2.2ml:3.9ml。
所述磁性Fe3O4粒子的制备方法为：取FeCl3·6H2O和FeCl2·4H2O，氮气保护下溶于水中，搅拌25～35min，氮气保护下加热至55～65℃，调节pH值为8.8～9.2，在该碱性条件下产生Fe3O4晶体，冷却至室温后，磁铁分离沉淀，即为磁性Fe3O4粒子；所述FeCl3·6H2O和FeCl2·4H2O之摩尔比为0.04～0.05:0.03～0.04。
所述交联剂为N,N-亚甲基双丙烯酰胺。
一种柠檬酸-聚丙烯酸盐磁性水凝胶，所述磁性水凝胶的原料包括丙烯酸、30％的NaOH溶液、丙烯酰胺、交联剂、磁性Fe3O4粒子、柠檬酸、0.05mol/L过硫酸铵溶液、0.05mol/L亚硫酸钠溶液；且所述所述丙烯酸、30％的NaOH溶液、丙烯酰胺、交联剂、磁性Fe3O4粒子、柠檬酸、0.05mol/L过硫酸铵溶液、0.05mol/L亚硫酸钠溶液之配方比例为4.5～5.5g：6～7ml：1.2～1.3g:0.0018～0.0022g:0.08～0.12g:0.8～5.5g:2.0ml～2.4ml:3.7～4.1ml。
上述柠檬酸-聚丙烯酸盐磁性水凝胶在吸附铜离子上的应用。
其中，吸附铜离子的条件为：温度52～58℃，pH值为2.8～3.2，吸附22～26h，Cu2+初始浓度不高于25mg/L。
以上所述，仅为本发明较佳实施例而已，故不能依此限定本发明实施的范围，即依本发明专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖的范围内。
Claims (8)
1.一种柠檬酸-聚丙烯酸盐磁性水凝胶的制备方法，其特征在于：取丙烯酸，搅拌下向丙烯酸中滴加30％的NaOH溶液，再加入丙烯酰胺，混合均匀，加入交联剂，混合均匀后，加入磁性Fe3O4粒子并使其充分溶解，加入柠檬酸，溶解后再加入0.05mol/L过硫酸铵溶液，20～30s内加入0.05mol/L亚硫酸钠溶液，混合均匀，65～75℃下加热搅拌至固化，55～65℃烘干，即得所述之柠檬酸-聚丙烯酸盐磁性水凝胶；所述丙烯酸、30％的NaOH溶液、丙烯酰胺、交联剂、磁性Fe3O4粒子、柠檬酸、0.05mol/L过硫酸铵溶液、0.05mol/L亚硫酸钠溶液之配方比例为4.5～5.5g：6～7ml：1.2～1.3g:0.0018～0.0022g:0.08～0.12g:0.8～5.5g:2.0ml～2.4ml:3.7～4.1ml。
2.根据权利要求1所述的一种柠檬酸-聚丙烯酸盐磁性水凝胶的制备方法，其特征在于：所述加热搅拌至固化的温度为70℃；所述烘干温度为60℃；所述丙烯酸、30％的NaOH溶液、丙烯酰胺、交联剂、磁性Fe3O4粒子、柠檬酸、0.05mol/L过硫酸铵溶液、0.05mol/L亚硫酸钠溶液之配方比例为5g：6.5ml:1.25g:0.002g:0.1g:1～5g:2.2ml:3.9ml。
3.根据权利要求1所述的一种柠檬酸-聚丙烯酸盐磁性水凝胶的制备方法，其特征在于：所述丙烯酸、30％的NaOH溶液、丙烯酰胺、交联剂、磁性Fe3O4粒子、柠檬酸、0.05mol/L过硫酸铵溶液、0.05mol/L亚硫酸钠溶液之配方比例为5g：6.5ml:1.25g:0.002g:0.1g:2.5g:2.2ml:3.9ml。
4.根据权利要求1所述的一种柠檬酸-聚丙烯酸盐磁性水凝胶的制备方法，其特征在于：所述磁性Fe3O4粒子的制备方法为：取FeCl3·6H2O和FeCl2·4H2O，氮气保护下溶于水中，搅拌25～35min，氮气保护下加热至55～65℃，调节pH值为8.8～9.2，在该碱性条件下产生Fe3O4晶体，冷却至室温后，磁铁分离沉淀，即为磁性Fe3O4粒子；所述FeCl3·6H2O和FeCl2·4H2O之摩尔比为0.04～0.05:0.03～0.04。
5.根据权利要求1所述的一种柠檬酸-聚丙烯酸盐磁性水凝胶的制备方法，其特征在于：所述交联剂为N,N-亚甲基双丙烯酰胺。
6.一种根据权利要求1或4或5所述的制备方法所制备的柠檬酸-聚丙烯酸盐磁性水凝胶，其特征在于：所述磁性水凝胶的原料包括丙烯酸、30％的NaOH溶液、丙烯酰胺、交联剂、磁性Fe3O4粒子、柠檬酸、0.05mol/L过硫酸铵溶液、0.05mol/L亚硫酸钠溶液；且所述丙烯酸、30％的NaOH溶液、丙烯酰胺、交联剂、磁性Fe3O4粒子、柠檬酸、0.05mol/L过硫酸铵溶液、0.05mol/L亚硫酸钠溶液之配方比例为4.5～5.5g：6～7ml：1.2～1.3g:0.0018～0.0022g:0.08～0.12g:0.8～5.5g:2.0ml～2.4ml:3.7～4.1ml。
7.根据权利要求6所述的柠檬酸-聚丙烯酸盐磁性水凝胶在吸附铜离子上的应用。
8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于：吸附铜离子的条件为：温度52～58℃，pH值为2.8～3.2，吸附22～26h，Cu2+初始浓度不高于25mg/L。
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