一种稳定负载柠檬酸根有机配体的介孔核壳结构纳米零价铁凝胶微球及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112316916A(43)申请公布日2021.02.05(21)申请号202011225550.5B01J13/02(2006.01)(22)申请日2020.11.05B01J13/22(2006.01)B01J13/00(2006.01)(71)申请人重庆交通大学B82Y40/00(2011.01)地址400074重庆市南岸区学府大道66号C02F1/72(2006.01)重庆交通大学(72)发明人余薇薇杨硕杜邦昊蒋晖赵雅倩刘天琴孙尉哲谢明原赵晨菊(74)专利代理机构北京海虹嘉诚知识产权代理有限公司11129代理人胡博文(51)Int.Cl.B01J20/24(2006.01)B01J20/28(2006.01)B01J20/30(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图3页(54)发明名称一种稳定负载柠檬酸根有机配体的介孔核壳结构纳米零价铁凝胶微球及其制备方法(57)摘要本发明提供一种稳定负载柠檬酸根有机配体的介孔核壳结构纳米零价铁凝胶微球，包括柠檬酸羧基化壳聚糖外壳和包覆于柠檬酸羧基化壳聚糖外壳内的表面负载有柠檬酸根有机配体的纳米零价铁颗粒。本发明提供的介孔核壳结构纳米零价铁凝胶微球通过柠檬酸羧基化壳聚糖外壳对自然水体中微量POPs的定向吸附捕获作用结合纳米零价铁在柠檬酸根的辅助下产生的更多能够降解POPs的强氧化性自由基，能够对水体中残留的微量POPs实现高效降解去除。本发明的凝胶微球对环境友好，而且在修复水体后，易于从水体中分离并回收，是极其适用于进行水体修复的材料。CN112316916ACN112316916A权利要求书1/2页1.一种稳定负载柠檬酸根有机配体的介孔核壳结构纳米零价铁凝胶微球，其特征在于：包括柠檬酸羧基化壳聚糖外壳和包覆于柠檬酸羧基化壳聚糖外壳内的表面负载有柠檬酸根有机配体的纳米零价铁颗粒。2.一种权利要求1所述的稳定负载柠檬酸根有机配体的介孔核壳结构纳米零价铁凝胶微球的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)制备纳米零价铁颗粒：将七水硫酸亚铁溶液置于充满高纯度氮气的反应器中，然后在超声条件下，向七水硫酸亚铁溶液中加入还原剂溶液进行反应，反应结束后，收集固体并依次水洗、真空干燥，即制得呈规则球状的纳米零价铁颗粒；(2)负载柠檬酸根有机配体：取步骤(1)所得的纳米零价铁颗粒酸洗涤后，加入到脱氧柠檬酸三钠溶液中，涡旋混匀，然后将所得混悬液注入到压力大于大气压的反应釜中，在超声辅助下隔氧加热反应，反应结束后，收集固体并采用甲醇洗涤，即制得表面负载有柠檬酸根有机配体的纳米零价铁颗粒；(3)凝胶微球的制备：取步骤(2)所得的表面负载有柠檬酸根有机配体的纳米零价铁颗粒加入到柠檬酸羧基化壳聚糖溶液中，涡旋混匀并超声分散，制成粘稠的混悬液，然后在无氧条件下，将所得混悬液逐滴滴加到氢氧化钠溶液中，即可交联形成凝胶微球，保持凝胶微球在氢氧化钠溶液中稳定一定时间，再将凝胶微球取出并以无氧甲醇洗涤，即制得稳定的介孔核壳结构纳米零价铁凝胶微球。3.根据权利要求2所述的稳定负载柠檬酸根有机配体的介孔核壳结构纳米零价铁凝胶微球的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中，柠檬酸羧基化壳聚糖溶液的制备方法包括以下步骤：a、取壳聚糖加入至柠檬酸乙醇溶液中，恒温搅拌反应0.5～1h后，超声处理15～30min，之后高速离心处理10～20min，并用无水乙醇反复洗涤离心处理所得固体，再真空干燥，即得到柠檬酸羧基化壳聚糖粉状物；b、取步骤a中所得粉状物与醋酸混合，搅拌至粉状物完全溶解，之后超声脱气，即制得柠檬酸羧基化壳聚糖溶液。4.根据权利要求3所述的稳定负载柠檬酸根有机配体的介孔核壳结构纳米零价铁凝胶微球的制备方法，其特征在于：所述步骤a中，柠檬酸乙醇溶液的质量浓度为2％，壳聚糖与柠檬酸乙醇溶液的质量体积比为1g：100ml；所述步骤a中，恒温搅拌反应的温度为50～80℃，离心处理转速为3000～4500r/min，真空干燥温度为40～60℃；所述步骤b中，醋酸的体积浓度为1％，粉状物与醋酸的质量体积比为0.5～1.5g：50～150ml；超声脱气时间为15～30min。5.根据权利要求4所述的稳定负载柠檬酸根有机配体的介孔核壳结构纳米零价铁凝胶微球的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中，表面负载有柠檬酸根有机配体的纳米零价铁颗粒与柠檬酸羧基化壳聚糖溶液的质量体积比为1g：40ml，氢氧化钠溶液的浓度为0.5～2.0mol/L。2CN112316916A权利要求书2/2页6.根据权利要求2所述的稳定负载柠檬酸根有机配体的介孔核壳结构纳米零价铁凝胶微球的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中，涡旋混匀时间为3～5min，超声时间为15～30min，混悬液