[發明專利]一種納米甲殼素材料及其制備方法和用途

有效

• 申請號: 201811004847.1
• 申請日: 2018-08-30
• 公開（公告）號: CN109293795B
• 公開（公告）日: 2021-03-30
• 發明（設計）人: 曹詩林;古偉明;賴林浩
• 申請（專利權）人: 佛山科學技術學院
• 主分類號: C08B37/08
• 分類號: C08B37/08;C12N11/02
• 代理公司: 廣東廣信君達律師事務所 44329
• 代理人: 楊曉松

本發明公開了一種納米甲殼素材料及其制備方法和用途，是將甲殼素原料和對甲苯磺酸?氯化膽堿溶液混合，連續攪拌反應，使得甲殼素攪拌均勻；然后將所得的甲殼素與分散劑混合，然后從混合溶液中分離出納米甲殼素，反復洗滌，得到納米甲殼素材料。本發明與傳統的礦物酸水解法相比，大大減少了廢酸液的排放，減少環境的污染，而且制備的納米甲殼素材料可用作高效的酶固定化載體。

技術領域

本發明涉及材料領域，特別涉及一種納米甲殼素材料及其制備方法和用途。

背景技術

蝦蟹是主要的水產養殖或捕撈對象，全球每年都會由于消費蝦、蟹、龍蝦產生大量的廢棄蝦蟹殼，這些廢棄物的總量可達600～800萬噸。相當大量的蝦蟹殼作為垃圾被丟棄，產生惡臭并對環境造成污染。

實際上，蝦蟹殼中含許多有價值的組分，比如蛋白質、甲殼質、蝦青素等。其中，甲殼質(C₈H₁₃O₅N)_n，又稱甲殼素、幾丁質，英文名Chitin。1811年法國學者布拉克諾(Braconno)發現甲殼素，1823年歐吉爾(Odier)從甲殼動物的外殼中提取甲殼素。甲殼素的應用范圍很廣泛，在印染、生物醫藥、農業、漁業、食品、精細化學品等行業有極其重要的工業應用。通過對廢棄蝦蟹殼的有效利用，可以減少廢棄蝦蟹殼對環境負面的影響，并獲得具有經濟價值的新型可降解材料。以甲殼素為原料制備的納米甲殼素(包括甲殼素納米晶須和甲殼素納米纖維)能夠在水中形成穩定均勻分散液，不僅具有甲殼素的生物相容性高等性質，還有高長寬比、高表面積、低密度等優異的材料特性。但是，目前制備納米甲殼素常用鹽酸水解法，該方法需要消耗大量鹽酸并產生酸性廢液，并需要加入大量堿去中和廢液，對環境造成負面影響。因此，建立一種酸性介質可循環利用的納米甲殼素制備工藝顯得尤為重要。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中存在的缺點，提供一種環境友好、成本低、工藝簡單的納米甲殼素材料及其制備方法和用途，制備得到的納米甲殼素材料的酶固定化效率高。

本發明的目的通過下述技術方案實現：

一種納米甲殼素材料的制備方法，包括下述步驟：

(1)將甲殼素原料和對甲苯磺酸-氯化膽堿溶液混合，連續攪拌反應，使得甲殼素攪拌均勻；

(2)在連續攪拌的條件下，將攪拌均勻的甲殼素與分散劑混合，然后從混合溶液中分離出納米甲殼素，反復洗滌，得到納米甲殼素材料。

步驟(1)中，甲殼素原料和對甲苯磺酸-氯化膽堿的質量比優選(但不限于)為1:100000～4:10。

步驟(1)中，對甲苯磺酸-氯化膽堿溶液中，對甲苯磺酸與氯化膽堿的摩爾比優選(但不限于)為(1～2)：(2～1)。此外，除了對甲苯磺酸-氯化膽堿溶液，也可以是其他有機酸與膽堿鹽類或者氫氧化膽堿組成的混合物、或者是他們與水的混合溶液。

步驟(1)中，既可以將甲殼素原料加入對甲苯磺酸-氯化膽堿溶液中，也可以將對甲苯磺酸-氯化膽堿溶液加入甲殼素原料中。

步驟(1)中，反應溫度優選(但不限于)為80～100℃，反應時間優選(但不限于)為1～120min。

步驟(2)中，對甲苯磺酸-氯化膽堿與分散劑的質量比優選(但不限于)為1：(0.5～25)。

步驟(2)中，分散劑是有機溶劑或水；分散劑優選為甲醇、乙醇、乙腈或水。

步驟(2)中，可將甲殼素/對甲苯磺酸-氯化膽堿混合物加入分散劑中，也可以將分散劑加入甲殼素/對甲苯磺酸-氯化膽堿混合物中，實現混合。

步驟(2)中，分離的手段包括但不限于離心、過濾。