本發(fā)明屬于復(fù)合生物材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種龍蝦殼-磁性膨潤土復(fù)合生物材料的制備方法。
背景技術(shù)：
蝦、蟹類是湖泊海域中一種豐富的天然資源,它們除了向人們提供鮮美的肉食外,也為人們留下大量待處理的甲殼資源。為了合理的利用這些豐富的甲殼資源,近年來從蝦殼中提取甲殼素及其衍生物的研究,越來越引起環(huán)境保護研究學(xué)者的重視。甲殼素及其衍生物對重金屬的吸附研究已經(jīng)進行了很多年,他們與重金屬離子之間的作用方式主要為離子交換、物理吸附和化學(xué)吸附。目前作為殼聚糖和甲殼素提取物的蝦殼與蟹殼,開始逐漸被應(yīng)用于凈化含重金屬離子廢液的研究中，蝦蟹殼作為海產(chǎn)品加工中的廢料,可直接加工制成生物吸附劑。以蝦蟹殼為生物吸附劑處理含重金屬廢水的研究,其目的在于尋求一種經(jīng)濟適用的處理含重金屬廢水的新技術(shù)或材料。
磁性高分子吸附材料是近年來發(fā)展起來的一種新型功能高分子材料，由于其兼具吸附性和磁性的特點，可以通過外加磁場快速的進行固液分離，適用于大面積的動態(tài)吸附，廣泛應(yīng)用于廢水中污染物的吸附處理，但是沒有對重金屬離子的識別捕捉能力。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明提供一種龍蝦殼-磁性膨潤土復(fù)合生物材料的制備方法，本發(fā)明制備的材料能快速捕捉并強烈吸附污水中的重金屬離子，選擇性強、吸附量大，再生性強。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：
一種龍蝦殼-磁性膨潤土復(fù)合生物材料的制備方法，包括以下步驟：
（1）將20-30重量份龍蝦殼加入50-80重量份鹽酸水溶液在常溫20-25℃下攪拌2-5小時后,用水洗滌3-4次后，晾干，在105-115℃溫度下干燥，球磨機球磨60-90分鐘后，得粉末后，待用；
（2）將1-2重量份的磁石粉溶于100-110重量份水混合，攪拌溶解，再加入5-15重量份鈉基膨潤土粉末滴加25-30重量份的氨水?dāng)嚢?，調(diào)節(jié)溶液的ph7-9，在室溫下恒速攪拌8-12小時，在180-200℃條件下干燥至恒重后，取出固體經(jīng)清水洗滌2-3次、分離，烘干、研磨，既得磁性膨潤土，待用；
（3）將步驟（1）粉末溶于100-150重量份甲磺酸中后溶解，在溶液中加入步驟（2）所得磁性膨潤土，經(jīng)過低速攪拌12-24小時后,加入150-200重量份20-25%氫氧化鈉溶液，稍后再加入5-10重量份環(huán)氧氯丙烷，50-80℃連續(xù)高速攪拌2-4小時后，攪拌完成后，經(jīng)過抽濾，洗滌，干燥，研磨后既得所述龍蝦殼-磁性膨潤土復(fù)合生物材料。
所述的鹽酸摩爾濃度為0.1-0.5mol/l。
所述步驟（1）的球磨為將裝好料的球磨罐固定在球磨機上以200-300r/min的轉(zhuǎn)速球磨30-40分鐘后，然后將球磨罐取下，上下?lián)u晃5-10次，接著將球磨罐再次固定在球磨機上，按照參數(shù)200-300r/min繼續(xù)球磨20-60分鐘。
所述步驟（2）的分離為使用磁選設(shè)備進行分離。
所述步驟（3）中的低速為100-150r/min，高速為250-350r/min。
本發(fā)明的優(yōu)點是：
（1）本發(fā)明首先利用龍蝦殼經(jīng)過鹽酸進行酸處理干燥后球磨成粉，再將磁鐵粉溶于水后加入鈉基膨潤土進行復(fù)合，滴加氨水進行反應(yīng)后，經(jīng)過處理制得磁性膨潤土，將球磨成粉的龍蝦殼溶于甲磺酸后加入磁性膨潤土，經(jīng)過長時間攪拌后加入堿與環(huán)氧氯丙烷進行反應(yīng)，之后經(jīng)過處理既得。龍蝦殼經(jīng)過鹽酸處理出鈣鹽、蛋白質(zhì),脫去部分乙酞基，球磨后長鏈發(fā)生斷裂,短鏈增加，膨潤土與磁鐵粉復(fù)合后，通過靜電自組裝原理使得膨潤土包裹磁鐵粉，可以對重金屬離子進行捕捉與吸附，龍蝦殼含有較多的氨基，溶解時帶有正電荷，膨潤土的四面體及八面體中同晶置換現(xiàn)象，膨潤土的層間產(chǎn)生較弱的負電荷，膨潤土和殼聚糖依靠正負電荷的吸引結(jié)合在一起，所以，重金屬離子可以與材料表面的氨基絡(luò)合而被吸附，達到吸附除去重金屬的作用。
（2）本發(fā)明制備的材料能快速捕捉并強烈吸附污水中的重金屬離子，選擇性強、吸附量大，再生性強。
具體實施方式
一種龍蝦殼-磁性膨潤土復(fù)合生物材料的制備方法，包括以下步驟：
（1）將25重量份龍蝦殼加入60重量份鹽酸水溶液在常溫25℃下攪拌3小時后,用水洗滌2次后，晾干，在110℃溫度下干燥，球磨機球磨75分鐘后，得粉末后，待用；
（2）將1.5重量份的磁石粉溶于105重量份水混合，攪拌溶解，再加入10重量份鈉基膨潤土粉末滴加28重量份的氨水?dāng)嚢?，調(diào)節(jié)溶液的ph7-9，在室溫下恒速攪拌10小時，在190℃條件下干燥至恒重后，取出固體經(jīng)清水洗滌3次、分離，烘干、研磨，既得磁性膨潤土，待用；
（3）將步驟（1）粉末溶于120重量份甲磺酸中后溶解，在溶液中加入步驟（2）所得磁性膨潤土，經(jīng)過低速攪拌18小時后,加入180重量份20-25%氫氧化鈉溶液，稍后再加入8重量份環(huán)氧氯丙烷，75℃連續(xù)高速攪拌3小時后，攪拌完成后，經(jīng)過抽濾，洗滌，干燥，研磨后既得所述龍蝦殼-磁性膨潤土復(fù)合生物材料。
所述的鹽酸摩爾濃度為0.1-0.5mol/l。
所述步驟（1）的球磨為將裝好料的球磨罐固定在球磨機上以250r/min的轉(zhuǎn)速球磨35分鐘后，然后將球磨罐取下，上下?lián)u晃8次，接著將球磨罐再次固定在球磨機上，按照參數(shù)250r/min繼續(xù)球磨40分鐘。
所述步驟（2）的分離為使用磁選設(shè)備進行分離。
所述步驟（3）中的低速為120r/min，高速為300r/min。