【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及微塑料分離領域，尤其涉及一種基于可持續磁納米粒子分離食品或環境中微塑料的方法。
技術介紹
1、當前社會環境下，塑料垃圾的日益增多已經成為不可忽視的事實。這些廢棄的塑料垃圾隨著時間推移會逐漸破碎形成更小的顆粒，即mps(微塑料)。mps因其高比表面積和強疏水性，對其他污染物具有較強的吸附能力，已然成為了一種新型污染物，因此迫切需要探索如何從食品以及環境體系中有效去除mps。目前關于去除mps的方法研究主要聚焦于混凝法、膜分離法、高級氧化法、生物降解法和吸附法等。其中，混凝法需要借助大量混凝劑且去除效率較低；膜過濾法容易造成膜破損形成二次污染；高級氧化法存在高成本和高能耗的問題；而生物降解法這一技術尚未成熟。吸附法因操作簡單，能耗低，對環境友好等優點，被廣泛用于去除水環境中的污染物。
2、近年來，低成本、環保安全且具有獨特的磁響應性能的fe3o4磁性納米顆粒引起了廣泛關注。磁分離法被報道用于水中mps的吸附與分離。mps的疏水表面可以通過結合磁性納米粒子發生“磁化”，由于磁場作用，被“磁化”的mps可以被吸附去除。因此，磁分離法在去除mps方面顯示出高效和環保的潛在優勢。然而fe3o4納米顆粒因其大的表面積與體積比傾向于聚集以降低其表面能。因此，磁性納米顆粒需要包覆表面活性劑，以在兩個顆粒相互靠近時產生空間排斥。
3、公告號為cn116272878b的專利公開了基于磁性金屬有機骨架材料對食品中微塑料的去除方法，主要通過硅的氧化物和鋁鹽來修飾fe3o4磁性納米顆粒，所得產物針對pvc具有較高的去除
技術實現思路
1、本專利技術為了彌補現有技術的不足，提供了一種基于可持續磁納米粒子分離食品或環境中微塑料的方法，具有微塑料分離效率高、分離速度快、分離種類多等優勢。
2、本專利技術為解決上述技術問題所采用的技術方案是：
3、一種基于可持續磁納米粒子分離食品或環境中微塑料的方法，其特征在于，包括如下步驟：向含有微塑料的食品或環境樣品溶液中加入fe3o4@oa磁納米粒子，超聲混勻后進行磁分離處理，磁分離時間不小于5min；其中，fe3o4@oa磁納米粒子的加入量與微塑料的質量之比不小于4，且在fe3o4@oa磁納米粒子中，每克fe3o4至少由3.5μl油酸修飾。
4、在一個示例中，加入的fe3o4@oa磁納米粒子和微塑料的質量比不小于40。
5、在一個示例中，分離的微塑料的種類至少包含pp、pe、ps、pvc、pet、pa中的一種。
6、在一個示例中，fe3o4@oa磁納米粒子的制備方法如下：
7、s1以0.02:0.043的摩爾比分別稱取七水合硫酸亞鐵和六水合氯化鐵，溶解在去離子水中得到溶液a；
8、s2將溶液a置于磁力攪拌水浴鍋中加熱至70-95℃，之后迅速加入氨水調節ph至不小于11，劇烈攪拌后得到溶液b，攪拌時間不少于7min；
9、s3采用1mol/l的鹽酸溶液調節溶液b的ph為7，之后加入油酸攪拌均勻，之后于65-95℃下保持，時間不少于40min，后冷卻至室溫，得到溶液c；
10、s4通過磁鐵收集磁納米粒子，之后用乙醇和去離子水反復多次洗滌以除去過量的油酸，將洗滌后的磁納米粒子不低于50℃進行真空干燥，干燥時間不低于6h，之后研磨成粉，既得。
11、在一個示例中，磁分離處理后的fe3o4@oa磁納米粒子的回收方法為：向待分離體系中加入dmso解吸溶劑，其加入量占加入后體系總體積的50％，，在超聲清洗儀中超聲混勻，使fe3o4@oa磁納米粒子從微塑料表面解吸，之后利用強力磁鐵收集fe3o4@oa磁納米粒子，后干燥既得。
12、在一個示例中，干燥條件為：于真空冷凍干燥機中過夜干燥至少12h。
13、在一個示例中，樣品溶液至少為海水樣品、土壤樣品、牙膏樣品、茶葉樣品、蜂蜜樣品、海帶樣品、魚肉樣品中的一種。
14、本專利技術采用上述方法，所具有的優點是：
15、1、具有吸附分離過程簡單、能耗低、成本低的優勢。
16、2、具有吸附分離效率高的優勢，最高可接近100％。
17、3、具有吸附分離速度快的優勢，具體不僅混勻快，且磁分離處理也較快，5min就可達到較高的吸附分離效率。
18、4、能在多種復雜基質中均表現出良好的分離效果，具備可擴展性和實用性。有望應用于海水養殖場、廢水處理廠等水體體系中mps的去除，不僅可以減少對水生生物的潛在危害，還可以改善水體質量，有利于環境保護和可持續發展。
19、5、本申請所合成的油酸修飾的fe3o4磁納米粒子，一方面安全無毒，具有較高的生物相容性，這為其在食品及環境領域中的廣泛應用奠定了基礎；另一方面可以循環使用，低濃度微塑料條件下，其循環使用效率仍可達到88％，符合可持續發展需求。
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1.一種基于可持續磁納米粒子分離食品或環境中微塑料的方法，其特征在于，包括如下步驟：向含有微塑料的食品或環境樣品溶液中加入Fe3O4@OA磁納米粒子，超聲混勻后進行磁分離處理，磁分離時間不小于5min；
2.根據權利要求1所述的基于可持續磁納米粒子分離食品或環境中微塑料的方法，其特征在于，加入的Fe3O4@OA磁納米粒子和微塑料的質量比不小于40。
3.根據權利要求1所述的基于可持續磁納米粒子分離食品或環境中微塑料的方法，其特征在于，分離的微塑料的種類至少包含PP、PE、PS、PVC、PET、PA中的一種。
4.根據權利要求1所述的基于可持續磁納米粒子分離食品或環境中微塑料的方法，其特征在于，Fe3O4@OA磁納米粒子的制備方法如下：
5.根據權利要求1所述的基于可持續磁納米粒子分離食品或環境中微塑料的方法，其特征在于，磁分離處理后的Fe3O4@OA磁納米粒子的回收方法為：向待分離體系中加入DMSO解吸溶劑，其加入量占加入后體系總體積的50％，在超聲清洗儀中超聲混勻，使Fe3O4@OA磁納米粒子從微塑料表面解吸，之后利用強力磁鐵收集
6.根據權利要求5所述的基于可持續磁納米粒子分離食品或環境中微塑料的方法，其特征在于，干燥條件為：于真空冷凍干燥機中過夜干燥至少12h。
7.根據權利要求1所述的基于可持續磁納米粒子分離食品或環境中微塑料的方法，其特征在于，樣品溶液至少為海水樣品、土壤樣品、牙膏樣品、茶葉樣品、蜂蜜樣品、海帶樣品、魚肉樣品中的一種。
...【技術特征摘要】
1.一種基于可持續磁納米粒子分離食品或環境中微塑料的方法，其特征在于，包括如下步驟：向含有微塑料的食品或環境樣品溶液中加入fe3o4@oa磁納米粒子，超聲混勻后進行磁分離處理，磁分離時間不小于5min；
2.根據權利要求1所述的基于可持續磁納米粒子分離食品或環境中微塑料的方法，其特征在于，加入的fe3o4@oa磁納米粒子和微塑料的質量比不小于40。
3.根據權利要求1所述的基于可持續磁納米粒子分離食品或環境中微塑料的方法，其特征在于，分離的微塑料的種類至少包含pp、pe、ps、pvc、pet、pa中的一種。
4.根據權利要求1所述的基于可持續磁納米粒子分離食品或環境中微塑料的方法，其特征在于，fe3o4@oa磁納米粒子的制備方法如下：
<...【專利技術屬性】
技術研發人員：王國慶，劉暖，紀迎新，邱春天，
申請(專利權)人：中國海洋大學，
類型：發明
國別省市：
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