[發(fā)明專利]交聯(lián)殼聚糖-二氧化錳復(fù)合吸附材料的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310006218.3
• 申請(qǐng)日: 2013-01-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103041787A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-04-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王曙光;趙文杰;孫雪菲
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東大學(xué)
• 主分類號(hào): B01J20/24
• 分類號(hào): B01J20/24;B01J20/30;C02F1/28
• 代理公司: 濟(jì)南金迪知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37219
• 代理人: 王緒銀

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種有機(jī)物吸附材料，特別涉及一種交聯(lián)殼聚糖-二氧化錳復(fù)合吸附材料的制備方法，屬于水處理技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

水中致病微生物和有毒化學(xué)物是影響飲水衛(wèi)生及安全的兩大主要因素，而目前水體污染中有機(jī)物污染較為突出。我國(guó)80%左右的河流受到不同程度的有機(jī)物污染，部分有機(jī)污染物在環(huán)境中降解緩慢滯留時(shí)間長(zhǎng)，可通過(guò)生物放大和食物鏈的富集輸送作用對(duì)水生物體和人體健康構(gòu)成直接威脅產(chǎn)生潛在危害，所以對(duì)水中有機(jī)物的去除是水處理中的一個(gè)很重要的方面。

殼聚糖是一種從甲殼類動(dòng)物的外殼中提取出的天然聚合物—甲殼素的脫乙酞產(chǎn)物，是自然界存在的唯一堿性多糖聚合物，具有許多優(yōu)異的性能。殼聚糖本身無(wú)毒，生物可降解性好，使用后不產(chǎn)生二次污染，所以在廢水處理中具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。殼聚糖對(duì)許多物質(zhì)具有鰲合吸附作用，其分子中的氨基及與氨基相鄰的羥基與許多離子能形成穩(wěn)定的鰲合物，用于治理重金屬?gòu)U水、凈化自來(lái)水及在濕法冶金中分離金屬離子等。此外，殼聚糖能通過(guò)絡(luò)合及離子交換的作用，對(duì)染料、蛋白質(zhì)、氨基酸、核酸、酶、鹵素等進(jìn)行吸附，可用于染料廢水、印染廢水、食品工業(yè)廢水的處理，從而凈化環(huán)境，保護(hù)人類健康。但是傳統(tǒng)的殼聚糖吸附劑多為粉末狀固體，難以實(shí)現(xiàn)固液分離，不但影響出水水質(zhì)而且增加使用成本。另外殼聚糖在酸性條件下易溶解，極大地限制了殼聚糖的pH適用范圍。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有殼聚糖吸附材料存在的缺陷和不足，本發(fā)明提供了一種耐酸性強(qiáng)且便于固液分離的交聯(lián)殼聚糖-二氧化錳復(fù)合吸附有機(jī)物材料的制備方法。所得復(fù)合吸附材料用于水處理劑，對(duì)于有機(jī)物吸附容量大、吸附效率高、吸附效果穩(wěn)定、吸附選擇性強(qiáng)。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種交聯(lián)殼聚糖-二氧化錳復(fù)合吸附有機(jī)物材料的制備方法，包括步驟如下:

（1）將殼聚糖溶解到體積分?jǐn)?shù)為2～5%的乙酸溶液中，殼聚糖與所述乙酸溶液的質(zhì)量體積比為1：50～80，單位g/mL，得到殼聚糖凝膠液；將該殼聚糖凝膠液滴加到NaOH溶液和乙醇的混合溶液中，殼聚糖與所述混合溶液的質(zhì)量體積比1:50～80，單位g/mL，靜置2～3小時(shí)，然后洗至中性，得殼聚糖凝膠球；

（2）將步驟（1）制得的殼聚糖凝膠球置于質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2～5%的戊二醛溶液中，24～26℃恒溫震蕩3～4小時(shí)，得交聯(lián)殼聚糖顆粒；

（3）將步驟（2）制得的交聯(lián)殼聚糖顆粒浸泡在0.05～0.1mol/L的高錳酸鉀溶液中1～2小時(shí)，煮沸，然后向煮沸的溶液中滴加過(guò)量的HCl溶液，直到溶液澄清，得負(fù)載有二氧化錳的交聯(lián)殼聚糖顆粒；

（4）將步驟（3）制得的顆粒過(guò)濾出來(lái)，并用去離子水反復(fù)沖洗直到pH中性，即得本發(fā)明的交聯(lián)殼聚糖-二氧化錳復(fù)合吸附材料。

根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，步驟（1）中的原料殼聚糖為數(shù)均分子量為2×10⁵～5×10⁵、脫乙酰度≥90％、黏度為50～800mPa·s的殼聚糖。

根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，步驟（1）中的混合溶液為5～8wt%的NaOH溶液與95wt%乙醇的體積比4～5:1的混合溶液。

根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，步驟（2）中所述的戊二醛溶液用量與步驟（1）殼聚糖用量的質(zhì)量體積比為殼聚糖：戊二醛溶液=1～2：50～200，單位g/mL。

根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，步驟（3）中所述的高錳酸鉀溶液的用量與步驟（1）中殼聚糖的質(zhì)量體積比為：殼聚糖：高錳酸鉀溶液=1～2：150～200，單位g/mL。

根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，步驟（3）中所述的HCl溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20～30%。

步驟（3）中所述的過(guò)量的HCl溶液,優(yōu)選高錳酸鉀：HCl摩爾比1：10～20。（反應(yīng)摩爾比高錳酸鉀：HCl=1：8）。

本發(fā)明步驟（4）的復(fù)合吸附劑是一種粒徑為3～5mm的黃色球形固體顆粒，該材料可以直接應(yīng)用，也可以干燥后存儲(chǔ)；干燥后呈黑褐色，干燥的復(fù)合吸附劑樣品中二氧化錳含量達(dá)35%-60%。

根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，步驟（3）中滴加過(guò)量的HCl溶液直到溶液澄清后，繼續(xù)加入與步驟（3）等量的高錳酸鉀，再次煮沸后，繼續(xù)滴加過(guò)量的HCl溶液直到溶液再次澄清，可得到高負(fù)載二氧化錳的交聯(lián)殼聚糖。所得交聯(lián)殼聚糖-二氧化錳復(fù)合吸附劑產(chǎn)品中二氧化錳占該復(fù)合吸附劑干重的61-70%。