[發明專利]甘氨酸接枝交聯殼聚糖微球重金屬離子吸附劑

有效

• 申請號: 201210565064.7
• 申請日: 2012-12-24
• 公開（公告）號: CN103041784A
• 公開（公告）日: 2013-04-17
• 發明（設計）人: 朱新勇;崔成來
• 申請（專利權）人: 青島盛瀚色譜技術有限公司
• 主分類號: B01J20/24
• 分類號: B01J20/24;B01J20/30;C02F1/28;C02F1/62
• 代理公司: 北京一格知識產權代理事務所(普通合伙) 11316
• 代理人: 鐘廷良

技術領域

本發明涉及一種甘氨酸接枝交聯殼聚糖微球重金屬離子吸附劑及其制備方法。

背景技術

殼聚糖（chitosan）是由甲殼素經過脫乙酰作用得到的，化學名稱為聚葡萄糖胺(1-4)-2-氨基-B-D葡萄糖,1977年日本首先將其應用于廢水處理中，在近些年殼聚糖及其衍生物在水處理中的應用越來越受到人們的重視，其在水處理中的主要作用是絮凝，同時，殼聚糖及其衍生物是非常好的綠色重金屬離子螯合吸附劑，可處理工業廢水，電鍍廢水。

但是殼聚糖pH適應范圍窄、對低濃度金屬離子吸附性能差，吸附選擇性差、吸附平衡時間長等缺點，所以一般都會對其進行改性，以提高吸附性能。Wan?Ngah等以交聯劑戊二醛、環氧氯丙烷和乙烯基乙二醇二環氧甘油醚交聯殼聚糖，發現提高了對Cu²⁺的選擇吸附效果，并且重復利用。但是殼聚糖做為重金屬吸附劑還是存在一些不足之處，與傳統吸附劑相比仍有差距，吸附效果過于依賴殼聚糖及重金屬離子的種類，并且殼聚糖的形態在較大程度上會影響吸收效果，粉末狀難以回收，塊狀無法和重金屬離子充分接觸。

發明內容

為了克服上述現有技術的不足，本發明提供了一種甘氨酸接枝交聯殼聚糖微球重金屬離子吸附劑。

本發明所采用的技術方案是：

1）將殼聚糖溶于質量體積比為1g：10mL?的2~4%的醋酸溶液中，攪拌均勻后靜置10h，得0.8~1.2mg/L的水相；

2）以液體石蠟為油相，加入PEG2000和span80?為分散劑，PEG400為致孔劑；

3）將1）和2）中的油相與水相以體積比8.5~10：1混合均勻后，繼續攪拌30~90min使其為乳狀液。然后向乳狀液中加入戊二醛，以2~5℃/min的速度升溫至60±2℃后，保持攪拌速度和溫度不變交聯活化3~6h；其中，戊二醛為液體石蠟體的2.5~3.0%；?

4）將3）中所得產物靜置冷卻，過濾后水洗至中性，30~60℃真空干燥至恒重，得到戊二醛交聯殼聚糖微球(GCCS)。

5）將殼聚糖等量一半的甘氨酸加入與甘氨酸質量體積比為1g：2mL的70%的乙醇中溶解，然后用稀鹽酸調pH為4~6.5，

6）將GCCS加入1）中所配甘氨酸溶液中，在氮氣保護下，以150~230r/min的速度攪拌30~50min，接著在30min內，勻速滴加定量碳化二亞胺類脫水劑后，繼續反應20min。

7）反應完全后，離心，沉淀物先用無水乙醇反復洗滌；然后用去離子水洗滌至洗滌液無板口反應為止。

8）將洗滌物對流水透析12~20h后，收集淡黃色彈性產物，即為甘氨酸接枝交聯殼聚糖(GCCS-g-Gly)微球多屬離子吸附劑。

進一步的，所述接枝過程中所用碳化二亞胺類脫水劑優選N,N'-二環己基碳二亞胺(DCC)乙醇溶液或1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亞胺鹽/1-羥基苯并三唑(EDCI/HOBT)；滴加用量為20~200mg/L。

進一步的，交聯過程中所用分散劑質量濃度為整個反應體系的3~8%，致孔劑質量濃度為反應體系的5~10%。

進一步的，所述吸附劑粒徑為900~1200μm。

與現有技術相比，本發明的微球狀吸附劑中易于回收再利用，同時微球中帶有微孔，可于重金屬離子充分接觸。

同時，本發明先交聯后接枝，戊二醛交聯使殼聚糖分子穩定性增加，提升了對重金屬的吸附選擇性，增加了吸附容量，并且吸附穩定性得到了加強；甘氨酸的引入增加了微球表面小孔數量，并可顯著降低吸附過程中pH的影響，在pH為1.5~3時都保持了很好的吸附效果。

具體實施方式

下面結合實例對本發明進一步說明。

實例1：將1g殼聚糖溶于10mL,4%的醋酸中，攪拌均勻后靜置10h，得水相；液體石蠟85mL，加入0.24g?PEG2000和0.01g?span80?為分散劑，0.3gPEG400為致孔劑,得油相；油相與水相混合均勻后，繼續攪拌50min使其為乳狀液。然后向乳狀液中加入1.5mL戊二醛，以2℃/min的速度升溫至60℃后，保持攪拌速度和溫度不變交聯活化3~6h；?然后靜置冷卻，過濾，水洗至中性，50℃真空干燥至恒重，得到戊二醛交聯殼聚糖微球(GCCS)。