[發明專利]改性殼聚糖-金屬氫氧化物復合球吸附劑及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 201811121130.5
• 申請日: 2018-09-26
• 公開（公告）號: CN108993453A
• 公開（公告）日: 2018-12-14
• 發明（設計）人: 楊朕;楊維本;張少鵬;蔣欣;夏霄陽
• 申請（專利權）人: 南京師范大學常州創新發展研究院
• 主分類號: B01J20/26
• 分類號: B01J20/26;B01J20/28;B01J20/30;C02F1/28;C02F101/10
• 代理公司: 常州興瑞專利代理事務所(普通合伙) 32308
• 代理人: 肖興坤

1.一種改性殼聚糖-金屬氫氧化物復合球吸附劑，其特征在于：吸附劑的骨架為殼聚糖，骨架內部負載有金屬氫氧化物，骨架外部接枝聚合上含陽離子季銨基團的高分子長鏈。

2.根據權利要求1所述的改性殼聚糖-金屬氫氧化物復合球吸附劑，其特征在于：所述吸附劑的基本結構式如下：

3.根據權利要求1所述的改性殼聚糖-金屬氫氧化物復合球吸附劑，其特征在于：

對最終合成的吸附劑進行定量分析，結果如下：利用烘干技術得到吸附劑的含水量范圍為80％-95％；和/或利用高溫灼燒技術得到吸附劑中金屬氫氧化物與有機組分的質量比為(1.8-5.7):1；和/或利用元素分析技術得到吸附劑有機組分中高分子長鏈與殼聚糖的質量比為(0.03-3.24):1。

4.一種如權利要求1至3中任一項所述的改性殼聚糖-金屬氫氧化物復合球吸附劑的制備方法，其特征在于方法的步驟中含有：

S1：將殼聚糖溶解于含鹽酸的水溶液中，得到溶液A以及將金屬鹽化合物溶解于水中，得到溶液B，然后將溶液B和溶液A混合攪拌，待充分溶解后得到殼聚糖-金屬鹽化合物混合溶液；

S2：將殼聚糖-金屬鹽化合物混合溶液加入氫氧化鈉-乙醇-水混合溶液中，得到白色殼聚糖-金屬氫氧化物復合球；

S3：將白色殼聚糖-金屬氫氧化物復合球加入戊二醛溶液中攪拌進行交聯反應，得到交聯的殼聚糖-金屬氫氧化物復合球；其中，交聯反應的反應溫度為20-40℃，交聯反應的時間為6-24小時；

S4：交聯的殼聚糖-金屬氫氧化物復合球和水倒入一容器中，通15-25分鐘N₂之后，加入過硫酸鉀溶液，再通入5-10分鐘N₂，滴加甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨水溶液，反應3-6小時在45-65℃條件下，最后用丙酮進行洗滌，得到改性殼聚糖-金屬氫氧化物復合球吸附劑。

5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于：在步驟S1中，金屬鹽化合物為硝酸鑭六水合物或氧氯化鋯八水合物。

6.根據權利要求4所述的方法，其特征在于：在步驟S1中，得到溶液A時，殼聚糖、鹽酸和水的質量比為1:(0.5-2):(100-200)；和/或得到溶液B時，金屬鹽化合物和水的質量比為1:(5-50)；和/或溶液B和溶液A混合攪拌時，殼聚糖與金屬鹽化合物的質量比為1:(0.5-10)。

7.根據權利要求4所述的方法，其特征在于：在步驟S2中，氫氧化鈉-乙醇-水混合溶液由氫氧化鈉、乙醇和水按照質量比＝(0.01-0.1):2:3配制得到；殼聚糖-金屬鹽化合物混合溶液的滴加速度為1-10mL/min；滴加時，氫氧化鈉-乙醇-水混合溶液的攪拌速度為20-60r/min。

8.根據權利要求4所述的方法，其特征在于：在步驟S3中，白色殼聚糖-金屬氫氧化物復合球與戊二醛溶液的質量比為1:(0.01-0.1)；戊二醛溶液的質量分數為0.5％-3.5％；攪拌的磁子轉速為20-60r/min。

9.根據權利要求4所述的方法，其特征在于：在步驟S4中，交聯的殼聚糖-金屬氫氧化物復合球和水的質量比為1:(5-10)；過硫酸鉀溶液中，過硫酸鉀和水的質量比為1:(10-30)；甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨水溶液中，甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨和水的質量比為(0.05-0.4):1；過硫酸鉀溶液中的過硫酸鉀、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨水溶液中的甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨、交聯的殼聚糖-金屬氫氧化物復合球的質量比為(0.01-0.05):(0.05-0.5):1；丙酮和最后合成之后的溶液質量比為1:(2-10)。

10.一種如權利要求1至3中任一項所述的改性殼聚糖-金屬氫氧化物復合球吸附劑的應用，其特征在于：它應用于水處理除磷領域中。