CN110975829A - 一种壳聚糖/海泡石/腐殖酸复合微胶囊的制备方法及其应用 - Google Patents

一种壳聚糖/海泡石/腐殖酸复合微胶囊的制备方法及其应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种壳聚糖/海泡石/腐殖酸复合微胶囊的制备方法及其应用，包括，制备腐殖酸/海泡石复合胶体粒子溶液；制备腐殖酸/海泡石复合胶体粒子为稳定剂的皮克林乳液；将壳聚糖溶于稀醋酸溶液中得到壳聚糖溶液，在机械搅拌的作用下，将壳聚糖溶液加入到所述皮克林乳液中，搅拌1h后，收集反应产物，用工业乙醇将反应产物中的环己烷去除，再将产物经磁分离、弱酸水洗涤、水洗涤和冷冻干燥，得到磁性壳聚糖/海泡石/腐殖酸复合微胶囊吸附材料。本发明制备工艺简单、条件可控，制得的磁性壳聚糖/海泡石/腐殖酸复合微胶囊吸附材料成本低廉且具有高吸附特性，适用于工业废水处理领域。

Description

一种壳聚糖/海泡石/腐殖酸复合微胶囊的制备方法及其应用
技术领域
本发明属于复合吸附材料制备技术领域，具体涉及一种壳聚糖/海泡石/腐殖酸复合微胶囊的制备方法及其应用。
背景技术
现代工业为社会进步和人们生活水平的提高做出了巨大贡献，但与此同时，工业带来的环境污染问题也同样严重，其中，工业废水对环境的污染尤为突出，工业废水中含有大量的重金属离子和有机染料，对生态圈造成巨大的危害。因此，处理工业废水是人们亟待解决的问题。
常见的工业废水的处理方法有很多，包括：沉淀法、膜分离、生物降解、电化学氧化还原、浮选法、吸附等物理和化学处理方法。这些方法在实际应用中存在着各种不足，如：例如浮选法，选择性差、去除效率低等；电化学氧化还原法，操作复杂、能耗高等。相对于这些方法，吸附法因为其操作简单、成本低廉等优势被广泛应用。目前能用于废水处理的吸附材料有很多种，包括活性炭、黏土、海泡石、壳聚糖、纤维素、导电聚合物等。但这些材料在单独使用时普遍存在着吸附效率低、再生性差、易造成二次污染等问题。
壳聚糖是一种生物大分子多糖，来源广泛，其分子链上存在大量氨基，呈碱性，其分子表面带有大量正电荷，在吸附的应用中更容易与带负电的污染性离子或染料结合，但也正因如此，壳聚糖不耐酸，易溶于酸性溶液，在吸附的应用中受到很大限制。
发明内容
本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。
鉴于上述的技术缺陷，提出了本发明。
因此，作为本发明其中一个方面，本发明克服现有技术中存在的不足，提供一种壳聚糖/海泡石/腐殖酸复合微胶囊的制备方法。
为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：一种壳聚糖/海泡石/腐殖酸复合微胶囊的制备方法，包括，腐殖酸/海泡石复合胶体粒子溶液的制备：将腐殖酸溶解于pH＝10的氢氧化钠溶液中，得到腐殖酸钠溶液，将海泡石粉加入到腐殖酸钠溶液中，搅拌30min后，得到腐殖酸钠/海泡石混合溶液后，向混合溶液中加入1mol/L盐酸溶液，搅拌10min后，静置20min，得到腐殖酸/海泡石复合胶体粒子溶液；腐殖酸/海泡石复合胶体粒子为稳定剂的皮克林乳液的制备：将油酸改性的磁性四氧化三铁纳米粒子超声分散于环己烷中，得到质量浓度为2.7％的磁性四氧化三铁环己烷溶液，将所述腐殖酸/海泡石复合胶体粒子溶液与所述磁性四氧化三铁环己烷溶液混合，在高速剪切机作用下剪切3min，得到以腐殖酸/海泡石复合胶体粒子为稳定剂的皮克林乳液；制得磁性壳聚糖/海泡石/腐殖酸复合微胶囊吸附材料：将壳聚糖溶于稀醋酸溶液中得到壳聚糖溶液，在机械搅拌的作用下，将壳聚糖溶液加入到所述皮克林乳液中，搅拌1h后，收集反应产物，用工业乙醇将反应产物中的环己烷去除，再将产物经磁分离、弱酸水洗涤、水洗涤和冷冻干燥，得到磁性壳聚糖/海泡石/腐殖酸复合微胶囊吸附材料。
作为本发明所述壳聚糖/海泡石/腐殖酸复合微胶囊的制备方法的一种优选方案：所述将海泡石粉加入到腐殖酸钠溶液中，其中，海泡石粉中海泡石纤维的长度为1～2微米，长径比为100～300，阳离子交换容量为15～30meq/100g。
作为本发明所述壳聚糖/海泡石/腐殖酸复合微胶囊的制备方法的一种优选方案：所述腐殖酸/海泡石复合胶体粒子溶液，其中，腐殖酸/海泡石复合粒子的质量百分数为0.3％。
作为本发明所述壳聚糖/海泡石/腐殖酸复合微胶囊的制备方法的一种优选方案：所述腐殖酸/海泡石复合胶体粒子溶液中，海泡石与腐殖酸/海泡石复合胶体粒子溶液的质量比为(0～1.89)：900。
作为本发明所述壳聚糖/海泡石/腐殖酸复合微胶囊的制备方法的一种优选方案：所述腐殖酸/海泡石复合胶体粒子溶液中，盐酸浓度为0.05mol/L。
作为本发明所述壳聚糖/海泡石/腐殖酸复合微胶囊的制备方法的一种优选方案：所述以腐殖酸/海泡石复合胶体粒子为稳定剂的皮克林乳液中，磁性四氧化三铁环己烷溶液与腐殖酸/海泡石复合胶体粒子溶液的质量比为1:9。
作为本发明所述壳聚糖/海泡石/腐殖酸复合微胶囊的制备方法的一种优选方案：所述将壳聚糖溶液加入到所述皮克林乳液中，其中，壳聚糖溶液与腐殖酸/海泡石复合胶体粒子溶液的质量比为3:20。
作为本发明所述壳聚糖/海泡石/腐殖酸复合微胶囊的制备方法的一种优选方案：所述将壳聚糖溶于稀醋酸溶液中得到壳聚糖溶液，其中，所述稀醋酸溶液质量浓度为3％，所述壳聚糖的含量≥99％，所述壳聚糖脱乙酰度＞90％。
作为本发明所述壳聚糖/海泡石/腐殖酸复合微胶囊的制备方法的一种优选方案：所述冷冻干燥，其条件为在-50℃的冷凝温度和小于20Pa真空度下进行冷冻干燥。
本发明再一个目的是提供一种壳聚糖/海泡石/腐殖酸复合微胶囊的制备方法制得的复合微胶囊在废水处理领域中的应用。
本发明的有益效果：
(1)本发明以Pickering乳液液滴为模板，通过化学交联的方法，将海泡石、壳聚糖、腐殖酸有机结合形成磁性壳聚糖/海泡石/腐殖酸复合微胶囊吸附材料。
(2)本发明通过在复合材料内部引入磁性物质来提高材料的可分离性能，降低了后续处理成本。
(3)本发明制备工艺简单、条件可控，制得的磁性壳聚糖/海泡石/腐殖酸复合微胶囊吸附材料成本低廉且具有高吸附特性，适用于工业废水处理领域。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：
图1为本发明实施中磁性壳聚糖/海泡石/腐殖酸复合微胶囊吸附材料的SEM电镜照片。
图2为本发明实施中磁性壳聚糖/海泡石/腐殖酸复合微胶囊吸附材料的TEM电镜照片。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合具体实施例对本发明的具体实施方式做详细的说明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
实施例1
(1)取一只洁净烧杯，称取852.3g的pH＝10的NaOH溶液于烧杯中，将2.7g腐殖酸粉末溶解于其中，得到腐殖酸钠溶液；向其中加入45g的1mol/L盐酸溶液，搅拌10min后，静置20min，得到腐殖酸胶体粒子溶液；
(2)另取一洁净烧杯，向其中加入97.3g环己烷，将2.7g磁性四氧化三铁纳米粒子超声分散于环己烷中，制得环己烷磁流体；
(3)将腐殖酸胶体粒子溶液与环己烷磁流体混合，在高速剪切机下剪切3min，制得Pickering乳液；
(4)取一只洁净烧杯，向其中加入133.65g的3％冰醋酸溶液，将1.35g壳聚糖粉末溶解于其中，得到壳聚糖溶液；
(5)将所述壳聚糖溶液加入到Pickering乳液中，机械搅拌1h后，停止搅拌，收集产物，依次用酒精、pH＝3的HCl溶液、水洗涤，抽滤，冷冻干燥，制得磁性壳聚糖/海泡石/腐殖酸复合微胶囊吸附材料。
(6)取0.1g吸附剂，投入初始浓度为100mg/L的100mL铜离子溶液中，通过盐酸调节铜离子溶液pH值为5，搅拌吸附12h，磁分离吸附剂后，通过电感耦合等离子发射光谱仪，检测剩余溶液中铜离子浓度，计算后可得复合材料的吸附容量为17.0mg/g。
(7)取0.1g吸附剂，投入初始浓度为300mg/L的100mL罗丹明溶液中，搅拌吸附12h，磁分离吸附剂后，检测剩余溶液中罗丹明浓度，计算后可得复合材料的吸附容量为43.65mg/g。
实施例2
(1)取一只洁净烧杯，称取852.3g的pH＝10的NaOH溶液于烧杯中，将2.43g腐殖酸粉末溶解于其中，得到腐殖酸钠溶液；向其中加入0.27g海泡石粉末，搅拌溶解后，向其中加入45g的1mol/L盐酸溶液，搅拌10min后，静置20min，得到腐殖酸/海泡石复合胶体粒子溶液；
(2)另取一洁净烧杯，向其中加入97.3g环己烷，将2.7g磁性四氧化三铁纳米粒子超声分散于环己烷中，制得环己烷磁流体；
(3)将腐殖酸胶体粒子溶液与环己烷磁流体混合，在高速剪切机下剪切3min，制得Pickering乳液；
(4)取一只洁净烧杯，向其中加入133.65g的3％冰醋酸溶液，将1.35g壳聚糖粉末溶解于其中，得到壳聚糖溶液；
(5)将所述壳聚糖溶液加入到Pickering乳液中，机械搅拌1h后，停止搅拌，收集产物，依次用酒精、pH＝3的HCl溶液、水洗涤，抽滤，冷冻干燥，制得磁性壳聚糖/海泡石/腐殖酸复合微胶囊吸附材料。
(6)取0.1g吸附剂，投入初始浓度为100mg/L的100mL铜离子溶液中，通过盐酸调节铜离子溶液pH值为5，搅拌吸附12h，磁分离吸附剂后，通过电感耦合等离子发射光谱仪，检测剩余溶液中铜离子浓度，计算后可得复合材料的吸附容量为35.18mg/g。
(7)取0.1g吸附剂，投入初始浓度为300mg/L的100mL罗丹明溶液中，搅拌吸附12h，磁分离吸附剂后，检测剩余溶液中罗丹明浓度，计算后可得复合材料的吸附容量为96.59mg/g。
实施例3
(1)取一只洁净烧杯，称取852.3g的pH＝10的NaOH溶液于烧杯中，将2.16g腐殖酸粉末溶解于其中，得到腐殖酸钠溶液；向其中加入0.54g海泡石粉末，搅拌溶解后，向其中加入45g的1mol/L盐酸溶液，搅拌10min后，静置20min，得到腐殖酸/海泡石复合胶体粒子溶液；
(2)另取一洁净烧杯，向其中加入97.3g环己烷，将2.7g磁性四氧化三铁纳米粒子超声分散于环己烷中，制得环己烷磁流体；
(3)将腐殖酸胶体粒子溶液与环己烷磁流体混合，在高速剪切机下剪切3min，制得Pickering乳液；
(4)取一只洁净烧杯，向其中加入133.65g的3％冰醋酸溶液，将1.35g壳聚糖粉末溶解于其中，得到壳聚糖溶液；
(5)将所述壳聚糖溶液加入到Pickering乳液中，机械搅拌1h后，停止搅拌，收集产物，依次用酒精、pH＝3的HCl溶液、水洗涤，抽滤，冷冻干燥，制得磁性壳聚糖/海泡石/腐殖酸复合微胶囊吸附材料。
(6)取0.1g吸附剂，投入初始浓度为100mg/L的100mL铜离子溶液中，通过盐酸调节铜离子溶液pH值为5，搅拌吸附12h，磁分离吸附剂后，通过电感耦合等离子发射光谱仪，检测剩余溶液中铜离子浓度，计算后可得复合材料的吸附容量为38.62mg/g。
(7)取0.1g吸附剂，投入初始浓度为300mg/L的100mL罗丹明溶液中，搅拌吸附12h，磁分离吸附剂后，检测剩余溶液中罗丹明浓度，计算后可得复合材料的吸附容量为97.92mg/g。
实施例4
(1)取一只洁净烧杯，称取852.3g的pH＝10的NaOH溶液于烧杯中，将1.89g腐殖酸粉末溶解于其中，得到腐殖酸钠溶液；向其中加入0.81g海泡石粉末，搅拌溶解后，向其中加入45g的1mol/L盐酸溶液，搅拌10min后，静置20min，得到腐殖酸/海泡石复合胶体粒子溶液；
(2)另取一洁净烧杯，向其中加入97.3g环己烷，将2.7g磁性四氧化三铁纳米粒子超声分散于环己烷中，制得环己烷磁流体；
(3)将腐殖酸胶体粒子溶液与环己烷磁流体混合，在高速剪切机下剪切3min，制得Pickering乳液；
(4)取一只洁净烧杯，向其中加入133.65g的3％冰醋酸溶液，将1.35g壳聚糖粉末溶解于其中，得到壳聚糖溶液；
(5)将所述壳聚糖溶液加入到Pickering乳液中，机械搅拌1h后，停止搅拌，收集产物，依次用酒精、pH＝3的HCl溶液、水洗涤，抽滤，冷冻干燥，制得磁性壳聚糖/海泡石/腐殖酸复合微胶囊吸附材料。
(6)取0.1g吸附剂，投入初始浓度为100mg/L的100mL铜离子溶液中，通过盐酸调节铜离子溶液pH值为5，搅拌吸附12h，磁分离吸附剂后，通过电感耦合等离子发射光谱仪，检测剩余溶液中铜离子浓度，计算后可得复合材料的吸附容量为38.39mg/g。
(7)取0.1g吸附剂，投入初始浓度为300mg/L的100mL罗丹明溶液中，搅拌吸附12h，磁分离吸附剂后，检测剩余溶液中罗丹明浓度，计算后可得复合材料的吸附容量为90.05mg/g。
实施例5
(1)取一只洁净烧杯，称取852.3g的pH＝10的NaOH溶液于烧杯中，将1.62g腐殖酸粉末溶解于其中，得到腐殖酸钠溶液；向其中加入1.08g海泡石粉末，搅拌溶解后，向其中加入45g的1mol/L盐酸溶液，搅拌10min后，静置20min，得到腐殖酸/海泡石复合胶体粒子溶液；
(2)另取一洁净烧杯，向其中加入97.3g环己烷，将2.7g磁性四氧化三铁纳米粒子超声分散于环己烷中，制得环己烷磁流体；
(3)将腐殖酸胶体粒子溶液与环己烷磁流体混合，在高速剪切机下剪切3min，制得Pickering乳液；
(4)取一只洁净烧杯，向其中加入133.65g的3％冰醋酸溶液，将1.35g壳聚糖粉末溶解于其中，得到壳聚糖溶液；
(5)将所述壳聚糖溶液加入到Pickering乳液中，机械搅拌1h后，停止搅拌，收集产物，依次用酒精、pH＝3的HCl溶液、水洗涤，抽滤，冷冻干燥，制得磁性壳聚糖/海泡石/腐殖酸复合微胶囊吸附材料。
(6)取0.1g吸附剂，投入初始浓度为100mg/L的100mL铜离子溶液中，通过盐酸调节铜离子溶液pH值为5，搅拌吸附12h，磁分离吸附剂后，通过电感耦合等离子发射光谱仪，检测剩余溶液中铜离子浓度，计算后可得复合材料的吸附容量为39.51mg/g。
(7)取0.1g吸附剂，投入初始浓度为300mg/L的100mL罗丹明溶液中，搅拌吸附12h，磁分离吸附剂后，检测剩余溶液中罗丹明浓度，计算后可得复合材料的吸附容量为92.43mg/g。
实施例6
(1)取一只洁净烧杯，称取852.3g的pH＝10的NaOH溶液于烧杯中，将1.35g腐殖酸粉末溶解于其中，得到腐殖酸钠溶液；向其中加入1.35g海泡石粉末，搅拌溶解后，向其中加入45g的1mol/L盐酸溶液，搅拌10min后，静置20min，得到腐殖酸/海泡石复合胶体粒子溶液；
(2)另取一洁净烧杯，向其中加入97.3g环己烷，将2.7g磁性四氧化三铁纳米粒子超声分散于环己烷中，制得环己烷磁流体；
(3)将腐殖酸胶体粒子溶液与环己烷磁流体混合，在高速剪切机下剪切3min，制得Pickering乳液；
(4)取一只洁净烧杯，向其中加入133.65g的3％冰醋酸溶液，将1.35g壳聚糖粉末溶解于其中，得到壳聚糖溶液；
(5)将所述壳聚糖溶液加入到Pickering乳液中，机械搅拌1h后，停止搅拌，收集产物，依次用酒精、pH＝3的HCl溶液、水洗涤，抽滤，冷冻干燥，制得磁性壳聚糖/海泡石/腐殖酸复合微胶囊吸附材料。
(6)取0.1g吸附剂，投入初始浓度为100mg/L的100mL铜离子溶液中，通过盐酸调节铜离子溶液pH值为5，搅拌吸附12h，磁分离吸附剂后，通过电感耦合等离子发射光谱仪，检测剩余溶液中铜离子浓度，计算后可得复合材料的吸附容量为39.42mg/g。
(7)取0.1g吸附剂，投入初始浓度为300mg/L的100mL罗丹明溶液中，搅拌吸附12h，磁分离吸附剂后，检测剩余溶液中罗丹明浓度，计算后可得复合材料的吸附容量为93.51mg/g。
实施例7
(1)取一只洁净烧杯，称取852.3g的pH＝10的NaOH溶液于烧杯中，将1.08g腐殖酸粉末溶解于其中，得到腐殖酸钠溶液；向其中加入1.62g海泡石粉末，搅拌溶解后，向其中加入45g的1mol/L盐酸溶液，搅拌10min后，静置20min，得到腐殖酸/海泡石复合胶体粒子溶液；
(2)另取一洁净烧杯，向其中加入97.3g环己烷，将2.7g磁性四氧化三铁纳米粒子超声分散于环己烷中，制得环己烷磁流体；将腐殖酸胶体粒子溶液与环己烷磁流体混合，在高速剪切机下剪切3min，制得Pickering乳液；
(3)取一只洁净烧杯，向其中加入133.65g的3％冰醋酸溶液，将1.35g壳聚糖粉末溶解于其中，得到壳聚糖溶液；将所述壳聚糖溶液加入到Pickering乳液中，机械搅拌1h后，停止搅拌，收集产物，依次用酒精、pH＝3的HCl溶液、水洗涤，抽滤，冷冻干燥，制得磁性壳聚糖/海泡石/腐殖酸复合微胶囊吸附材料。
(4)取0.1g吸附剂，投入初始浓度为100mg/L的100mL铜离子溶液中，通过盐酸调节铜离子溶液pH值为5，搅拌吸附12h，磁分离吸附剂后，通过电感耦合等离子发射光谱仪，检测剩余溶液中铜离子浓度，计算后可得复合材料的吸附容量为40.36mg/g。
(5)取0.1g吸附剂，投入初始浓度为300mg/L的100mL罗丹明溶液中，搅拌吸附12h，磁分离吸附剂后，检测剩余溶液中罗丹明浓度，计算后可得复合材料的吸附容量为92.17mg/g。
实施例8
(1)取一只洁净烧杯，称取852.3g的pH＝10的NaOH溶液于烧杯中，将0.81g腐殖酸粉末溶解于其中，得到腐殖酸钠溶液；向其中加入1.89g海泡石粉末，搅拌溶解后，向其中加入45g的1mol/L盐酸溶液，搅拌10min后，静置20min，得到腐殖酸/海泡石复合胶体粒子溶液；
(2)另取一洁净烧杯，向其中加入97.3g环己烷，将2.7g磁性四氧化三铁纳米粒子超声分散于环己烷中，制得环己烷磁流体；将腐殖酸胶体粒子溶液与环己烷磁流体混合，在高速剪切机下剪切3min，制得Pickering乳液；
(3)取一只洁净烧杯，向其中加入133.65g的3％冰醋酸溶液，将1.35g壳聚糖粉末溶解于其中，得到壳聚糖溶液；将所述壳聚糖溶液加入到Pickering乳液中，机械搅拌1h后，停止搅拌，收集产物，依次用酒精、pH＝3的HCl溶液、水洗涤，抽滤，冷冻干燥，制得磁性壳聚糖/海泡石/腐殖酸复合微胶囊吸附材料。
(4)取0.1g吸附剂，投入初始浓度为100mg/L的100mL铜离子溶液中，通过盐酸调节铜离子溶液pH值为5，搅拌吸附12h，磁分离吸附剂后，通过电感耦合等离子发射光谱仪，检测剩余溶液中铜离子浓度，计算后可得复合材料的吸附容量为39.89mg/g。
(5)取0.1g吸附剂，投入初始浓度为300mg/L的100mL罗丹明溶液中，搅拌吸附12h，磁分离吸附剂后，检测剩余溶液中罗丹明浓度，计算后可得复合材料的吸附容量为90.86mg/g。
本发明实施例1～实施例8中壳聚糖/海泡石/腐殖酸复合微胶囊吸附材料的制备条件和吸附性能结果见表1。
表1
Figure BDA0002285076720000091
Figure BDA0002285076720000101
从表1可以看出，本发明制得的壳聚糖/海泡石/腐殖酸复合微胶囊吸附材料对铜离子和罗丹明吸附性能较佳，同时发现，添加海泡石后获得的复合微胶囊吸附材料对对罗丹明溶液和铜离子的吸附均明显优于没有添加海泡石的复合材料，可能是由于纤维状海泡石的引入，充当了骨架作用有效地保持了微胶囊的结构，使得复合吸附材料的活性位点更易于接触，从而提高吸附性能。
实施例9
在实施例3的基础上，探究不同的壳聚糖添加量对壳聚糖/海泡石/腐殖酸复合微胶囊吸附材料对铜离子和罗丹明吸附性能的影响，试验设计和结果见表2。
表2
Figure BDA0002285076720000102
从表2可以看出，当不加壳聚糖时，由于没有交联作用的产生，合成的复合材料在洗涤过程中，大量的腐殖酸由于在水中的溶解，得不到磁性的复合材料，从而可以看出壳聚糖在复合微胶囊制备过程中起到的交联作用。当壳聚糖溶液用量低时，交联程度不足造成部分腐殖酸的损失，进而吸附容量下降；当壳聚糖溶液用量过大时，复合微胶囊材料中具有阳离子性的壳聚糖含量增大，导致阴离子性的腐殖酸与海泡石的含量减少，而吸附的铜离子和罗丹明均是阳离子型，腐殖酸与海泡石含量的减少导致吸附容量有所下降，因此壳聚糖溶液与腐殖酸/海泡石复合胶体粒子溶液的质量比为3:20时，其吸附性能更佳。
实施例10
(1)取一只洁净烧杯，称取852.3g的pH＝10的NaOH溶液于烧杯中，将2.16g腐殖酸粉末溶解于其中，得到腐殖酸钠溶液；向其中加入0.54g海泡石粉末，搅拌溶解后，向其中加入45g的1mol/L盐酸溶液，搅拌10min后，静置20min，得到腐殖酸/海泡石复合胶体粒子溶液；
(2)另取一洁净烧杯，向其中加入97.3g环己烷，将2.7g磁性四氧化三铁纳米粒子超声分散于环己烷中，制得环己烷磁流体；
(3)将腐殖酸胶体粒子溶液与环己烷磁流体混合，在高速剪切机下剪切3min，制得Pickering乳液；
(4)将3.2g苯胺单体滴入到所制皮克林乳液中，机械搅拌15min后，将250g溶有7.84g过硫酸铵的2.5mol/L盐酸水溶液缓慢滴加到上述皮克林乳液中，搅拌反应7h，收集产物，抽滤后依次用水、酒精洗涤至无色，用pH＝3的HCl溶液浸泡15min，再用水洗涤至中性，抽滤，冷冻干燥，制得磁性聚苯胺/海泡石/腐殖酸复合微球。
(6)取0.1g吸附剂，投入初始浓度为100mg/L的100mL铜离子溶液中，通过盐酸调节铜离子溶液pH值为5，搅拌吸附12h，磁分离吸附剂后，通过电感耦合等离子发射光谱仪，检测剩余溶液中铜离子浓度，计算后可得复合材料的吸附容量为5.79mg/g。
(7)取0.1g吸附剂，投入初始浓度为300mg/L的100mL罗丹明溶液中，搅拌吸附12h，磁分离吸附剂后，检测剩余溶液中罗丹明浓度，计算后可得复合材料的吸附容量为21.24mg/g。
表3
Figure BDA0002285076720000111
从表3为将实施例3中以Pickering乳液液滴为模板，通过化学交联的方法，将海泡石、壳聚糖、腐殖酸有机结合形成磁性壳聚糖/海泡石/腐殖酸复合微胶囊吸附材料与实施例11中的通过苯胺的界面聚合合成的磁性聚苯胺/海泡石/腐殖酸复合微球对铜离子和罗丹明的吸附容量进行对比，可以看出利用化学交联获得的微胶囊结构保持了腐殖酸及海泡石的阴离子性，进而对阳离子的铜离子和罗丹明具有优异的吸附性能，而磁性聚苯胺/海泡石/腐殖酸复合微球利用了苯胺在腐殖酸及海泡石表面的聚合，合成了聚苯胺，而其主链具有阳离子性，其可能对阴离子污染物具有优异的吸附性能，而与阳离子的铜离子和罗丹明相互排斥，吸附能力较弱。
本发明制得的壳聚糖/海泡石/腐殖酸复合微胶囊吸附材料对铜离子和罗丹明吸附性能较佳，同时发现，添加海泡石后获得的复合微胶囊吸附材料对对罗丹明溶液和铜离子的吸附均明显优于没有添加海泡石的复合材料，可能是由于纤维状海泡石的引入，充当了骨架作用有效地保持了微胶囊的结构，使得复合吸附材料的活性位点更易于接触，从而提高吸附性能。同时发明人发现，当不加壳聚糖时，由于没有交联作用的产生，合成的复合材料在洗涤过程中，大量的腐殖酸由于在水中的溶解，得不到磁性的复合材料，从而可以看出壳聚糖在复合微胶囊制备过程中起到的交联作用。当壳聚糖溶液用量低时，交联程度不足造成部分腐殖酸的损失，进而吸附容量下降；当壳聚糖溶液用量过大时，复合微胶囊材料中具有阳离子性的壳聚糖含量增大，导致阴离子性的腐殖酸与海泡石的含量减少，而吸附的铜离子和罗丹明均是阳离子型，腐殖酸与海泡石含量的减少导致吸附容量有所下降，因此壳聚糖溶液与腐殖酸/海泡石复合胶体粒子溶液的质量比为3:20时，其吸附性能更佳。
本发明提供一种壳聚糖/海泡石/腐殖酸复合微胶囊的制备方法，以Pickering乳液液滴为模板，通过化学交联的方法，将海泡石、壳聚糖、腐殖酸有机结合形成磁性壳聚糖/海泡石/腐殖酸复合微胶囊吸附材料，制备工艺简单、条件可控，制得的磁性壳聚糖/海泡石/腐殖酸复合微胶囊吸附材料成本低廉且具有高吸附特性，相比通过苯胺的界面聚合合成的磁性聚苯胺/海泡石/腐殖酸复合微球，本发明制得的微胶囊对罗丹明溶液吸附效果更佳。
应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种壳聚糖/海泡石/腐殖酸复合微胶囊的制备方法，其特征在于：包括，
腐殖酸/海泡石复合胶体粒子溶液的制备：将腐殖酸溶解于pH＝10的氢氧化钠溶液中，得到腐殖酸钠溶液，将海泡石粉加入到腐殖酸钠溶液中，搅拌30min后，得到腐殖酸钠/海泡石混合溶液后，向混合溶液中加入1mol/L盐酸溶液，搅拌10min后，静置20min，得到腐殖酸/海泡石复合胶体粒子溶液；
腐殖酸/海泡石复合胶体粒子为稳定剂的皮克林乳液的制备：将油酸改性的磁性四氧化三铁纳米粒子超声分散于环己烷中，得到质量浓度为2.7％的磁性四氧化三铁环己烷溶液，将所述腐殖酸/海泡石复合胶体粒子溶液与所述磁性四氧化三铁环己烷溶液混合，在高速剪切机作用下剪切3min，得到以腐殖酸/海泡石复合胶体粒子为稳定剂的皮克林乳液；
制得磁性壳聚糖/海泡石/腐殖酸复合微胶囊吸附材料：将壳聚糖溶于稀醋酸溶液中得到壳聚糖溶液，在机械搅拌的作用下，将壳聚糖溶液加入到所述皮克林乳液中，搅拌1h后，收集反应产物，用工业乙醇将反应产物中的环己烷去除，再将产物经磁分离、弱酸水洗涤、水洗涤和冷冻干燥，得到磁性壳聚糖/海泡石/腐殖酸复合微胶囊吸附材料。
2.如权利要求1所述的壳聚糖/海泡石/腐殖酸复合微胶囊的制备方法，其特征在于：所述将海泡石粉加入到腐殖酸钠溶液中，其中，海泡石粉中海泡石纤维的长度为1～2微米，长径比为100～300，阳离子交换容量为15～30meq/100g。
3.如权利要求1所述的壳聚糖/海泡石/腐殖酸复合微胶囊的制备方法，其特征在于：所述腐殖酸/海泡石复合胶体粒子溶液，其中，腐殖酸/海泡石复合粒子的质量百分数为0.3％。
4.如权利要求1所述的壳聚糖/海泡石/腐殖酸复合微胶囊的制备方法，其特征在于：所述腐殖酸/海泡石复合胶体粒子溶液中，海泡石与腐殖酸/海泡石复合胶体粒子溶液的质量比为(0～1.89)：900。
5.如权利要求1所述的壳聚糖/海泡石/腐殖酸复合微胶囊的制备方法，其特征在于：所述腐殖酸/海泡石复合胶体粒子溶液中，盐酸浓度为0.05mol/L。
6.如权利要求1所述的壳聚糖/海泡石/腐殖酸复合微胶囊的制备方法，其特征在于：所述以腐殖酸/海泡石复合胶体粒子为稳定剂的皮克林乳液中，磁性四氧化三铁环己烷溶液与腐殖酸/海泡石复合胶体粒子溶液的质量比为1:9。
7.如权利要求1所述的壳聚糖/海泡石/腐殖酸复合微胶囊的制备方法，其特征在于：所述将壳聚糖溶液加入到所述皮克林乳液中，其中，壳聚糖溶液与腐殖酸/海泡石复合胶体粒子溶液的质量比为3:20。
8.如权利要求1所述的壳聚糖/海泡石/腐殖酸复合微胶囊的制备方法，其特征在于：所述将壳聚糖溶于稀醋酸溶液中得到壳聚糖溶液，其中，所述稀醋酸溶液质量浓度为3％，所述壳聚糖的含量≥99％，所述壳聚糖脱乙酰度＞90％。
9.如权利要求1所述的壳聚糖/海泡石/腐殖酸复合微胶囊的制备方法，其特征在于：所述冷冻干燥，其条件为在-50℃的冷凝温度和小于20Pa真空度下进行冷冻干燥。
10.一种如权利要求1～9任一所述的壳聚糖/海泡石/腐殖酸复合微胶囊的制备方法制得的复合微胶囊在废水处理领域中的应用。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114344952A (zh) * 2021-12-28 2022-04-15 内蒙古大学 多功能破乳剂及其制备方法和应用方法
CN114471478A (zh) * 2022-02-09 2022-05-13 南京林业大学 壳聚糖-腐植酸复合广谱两性吸附剂及其制备方法和应用

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102500333A (zh) * 2011-10-28 2012-06-20 上海海洋大学 磁性阳离子表面活性剂改性壳聚糖/羟基磷灰石/沸石复合物及其制备方法和应用
CN102850599A (zh) * 2012-09-18 2013-01-02 厦门大学 磁性壳聚糖/纳米Fe3O4复合材料及其制备方法和用途
CN106268680A (zh) * 2016-10-12 2017-01-04 沈阳航空航天大学 磁性纳米微胶囊吸附剂及其制备方法和应用
CN107126930A (zh) * 2017-05-25 2017-09-05 沈阳航空航天大学 一种腐殖酸改性羟基磷灰石、壳聚糖复合纳米吸附剂的制备方法及其应用
CN108970587A (zh) * 2018-06-22 2018-12-11 西北大学 一种复合改性蒙脱土壳聚糖交联吸附剂及其制备方法
CN108993410A (zh) * 2018-07-13 2018-12-14 济南大学 一种磁性壳聚糖修饰的秸秆复合吸附剂的制备方法及所得产品和应用
CN109865503A (zh) * 2019-03-20 2019-06-11 安徽工业大学 一种磁性导电聚合物/海泡石/腐殖酸复合微球的制备及其应用

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102500333A (zh) * 2011-10-28 2012-06-20 上海海洋大学 磁性阳离子表面活性剂改性壳聚糖/羟基磷灰石/沸石复合物及其制备方法和应用
CN102850599A (zh) * 2012-09-18 2013-01-02 厦门大学 磁性壳聚糖/纳米Fe3O4复合材料及其制备方法和用途
CN106268680A (zh) * 2016-10-12 2017-01-04 沈阳航空航天大学 磁性纳米微胶囊吸附剂及其制备方法和应用
CN107126930A (zh) * 2017-05-25 2017-09-05 沈阳航空航天大学 一种腐殖酸改性羟基磷灰石、壳聚糖复合纳米吸附剂的制备方法及其应用
CN108970587A (zh) * 2018-06-22 2018-12-11 西北大学 一种复合改性蒙脱土壳聚糖交联吸附剂及其制备方法
CN108993410A (zh) * 2018-07-13 2018-12-14 济南大学 一种磁性壳聚糖修饰的秸秆复合吸附剂的制备方法及所得产品和应用
CN109865503A (zh) * 2019-03-20 2019-06-11 安徽工业大学 一种磁性导电聚合物/海泡石/腐殖酸复合微球的制备及其应用

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JING-FU LIU等: ""Coating Fe3O4 Magnetic Nanoparticles with Humic Acid for High Efficient Removal of Heavy Metals in Water"", 《ENVIRON. SCI. TECHNOL》 *
万金泉、马邕文编著: "《造纸工业环境工程导论》", 31 August 2005 *
张春等: "壳聚糖改性膨润土对罗丹明吸附特性研究", 《广州化工》 *
杨虎城: ""改性壳聚糖对重金属以及难降解有机物的分离去除研究"", 《万方硕士学位论文数据库》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114344952A (zh) * 2021-12-28 2022-04-15 内蒙古大学 多功能破乳剂及其制备方法和应用方法
CN114471478A (zh) * 2022-02-09 2022-05-13 南京林业大学 壳聚糖-腐植酸复合广谱两性吸附剂及其制备方法和应用

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