[發明專利]褐藻多糖、褐藻寡糖及其衍生物在制備吸附大氣污染物的吸附劑中的應用

在審

• 申請號: 201410634852.6
• 申請日: 2014-11-12
• 公開（公告）號: CN104437397A
• 公開（公告）日: 2015-03-25
• 發明（設計）人: 管華詩;夏萱;王成;王世欣;莊波;高會旺;祁建華;劉曉環;姚小紅
• 申請（專利權）人: 青島海洋生物醫藥研究院股份有限公司
• 主分類號: B01J20/24
• 分類號: B01J20/24;B01D46/00;B01D47/06;B01D53/02
• 代理公司: 青島致嘉知識產權代理事務所 37236
• 代理人: 王曉曉

技術領域

本發明涉及褐藻多糖及其衍生物的一種新用途，特別是涉及褐藻多糖、褐藻寡糖及其衍生物在制備吸附大氣污染物的吸附劑中的應用。

背景技術

在干潔的大氣中，恒量氣體的組成是微不足道的。但是在一定范圍的大氣中，出現了原來沒有的微量物質，其數量和持續時間，都有可能對人、動物、植物及物品、材料產生不利影響和危害。大氣中污染物或由它轉化成的二次污染物的濃度達到了有害程度的現象，稱為大氣污染。

根據大氣污染物的存在狀態，可將其分為氣溶膠態污染物和氣態污染物。

氣溶膠態污染物一般包括粉塵(粒徑在1-200μm)、飛灰、煙(粒徑范圍0.01～1μm)、黑煙(粒徑范圍0.05～1μm)、霧(粒徑在200μm以下)和TSP(總懸浮顆粒物，指大氣中粒徑小于100μm的所有固體顆粒)。氣態污染物包括含硫化合物、碳的氧化物、含氮化合物、碳氫化合物和鹵素化合物。

當前備受關注的PM_2.5，就是指的環境空氣中空氣動力學當量直徑小于等于2.5μm的顆粒物，也稱細顆粒物。雖然PM_2.5只是地球大氣成分中含量很少的組分，但它對空氣質量和能見度等有重要的影響。與較粗的大氣顆粒物相比，PM_2.5粒徑小，可直接入肺，富含大量的有毒、有害物質(其表面可吸附重金屬、二次污染物等)，且在大氣中的停留時間長、輸送距離遠，因而對人體健康和大氣環境質量的影響更大。2012年聯合國環境規劃署公布的《全球環境展望5》指出，每年有近200萬的過早死亡病例與顆粒物污染有關；北卡羅來納大學環境科學院與國家環境保護局研究人員韋斯特等發表在《環境研究通訊》雜志(Environmental?Research?Letters)上的研究報告稱：每年全球因空氣污染而死亡的人數約為210萬，死亡原因主要是大氣中PM_2.5等懸浮顆粒物濃度上升，對人體肺部造成損害。

占地球70％面積的海洋中蘊含著豐富的資源，其中不乏眾多藻類、菌類等植物資源，也不乏眾多的動物資源。從海洋生物體中提取出來的物質遠離大陸污染，且有著獨特的結構與功能，如海洋多糖類化合物在近年來成為人們研究的熱點內容，并從中開發出預防及治療疾病的海洋藥物，如藻酸雙酯鈉(PSS)等。在大氣污染日益嚴重的今天，海洋多糖化合物或許能夠給人類帶來福音。

褐藻多糖主要來自海帶、巨藻、泡葉藻、墨角藻等海藻，主要包括褐藻膠、褐藻糖膠和褐藻淀粉，其中以褐藻膠的應用最為廣泛。褐藻多糖通過酶法、化學法等降解得到褐藻寡糖，通過化學合成反應可以得到多種衍生物。褐藻多糖及其寡糖及其衍生物都具有良好的成膜性；且其水溶液具有一定的粘度，能夠粘附空氣中的顆粒物；其結構中羧基使得整個糖鏈分子帶電負性，具備吸附離子的能力；此外，若通過化學反應向糖結構中引入增強其電負性的基團，或者增加溶解度，如藻酸雙酯鈉(PSS)，應該能取得更好的吸附離子的效果。褐藻膠是目前應用十分廣泛的一類褐藻多糖，自海帶、馬尾藻、巨藻等褐藻中提取而得，是水溶性褐藻酸鈉、鉀等堿金屬鹽和水不溶性褐藻酸與二價金屬離子相結合的褐藻酸鹽類的統稱。

發明內容

本發明提供了褐藻多糖、褐藻寡糖及其衍生物在制備吸附大氣污染物的吸附劑中的應用。本發明針對PM_2.5整體帶正電荷的性質及其表面附著的無機鹽、塵埃的特點，利用褐藻多糖及其寡糖及其衍生物吸附大氣污染物，特別是用于吸附PM_2.5。

為實現上述發明目的，本發明采用以下技術方案予以實現：

褐藻多糖、褐藻寡糖及其衍生物在制備吸附大氣污染物的吸附劑中的應用。

其中，所述褐藻多糖聚合度>30；所述褐藻寡糖聚合度為2～30；褐藻多糖和褐藻寡糖的分子骨架為:β-D-(1,4)-連接的聚甘露糖醛酸PM、α-L-(l,4)-連接的聚古羅糖醛酸PG或聚甘露糖醛酸PM與聚古羅糖醛酸PG交替共聚的PMG。

對上述技術方案的進一步改進：將所述褐藻多糖、褐藻寡糖及其衍生物制成其質量體積濃度為0.1μg/mL～2000mg/mL的水溶液或甘油溶液。

對上述技術方案的進一步改進：所述吸附劑中還含有增稠劑、表面活性劑、乳化劑或香味劑中的一種或幾種。