[發明專利]一種快速去除重金屬離子的吸附微球及制備方法

有效

• 申請號: 201811254600.5
• 申請日: 2018-10-26
• 公開（公告）號: CN109078624B
• 公開（公告）日: 2021-10-26
• 發明（設計）人: 劉欽澤;苑乘兵;高嵩;張秋月
• 申請（專利權）人: 齊魯工業大學
• 主分類號: B01J20/26
• 分類號: B01J20/26;B01J20/28;B01J20/30;C02F1/28;C02F101/20
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本發明公開了一種快速去除重金屬離子的吸附微球及制備方法。該方法首先將親水性聚合物加入二胺或多胺溶液中，混合均勻后滴加至多酚溶液，反應一定時間后進行分離，即可制得球形的聚酚胺復合吸附材料。該制備方法過程簡單、操作方便、工藝可控、條件溫和、重復性好、成本低廉，便于推廣使用，制得球形的聚酚胺復合吸附材料具有良好的吸附重金屬離子的性能，可應用于多種廢水處理中，具有廣泛的應用前景。

技術領域

本發明涉及吸附劑的制備領域，具體涉及一種快速去除重金屬離子的吸附微球及制備方法，屬于功能高分子材料技術領域。

背景技術

重金屬污染，是當今世界面臨的嚴峻的環境問題之一，也是急需解決的棘手問題之一。其離子大部分屬致癌、致畸、致突變的劇毒物質，在環境中不能生物降解，一旦造成污染就很難通過自凈消除；而且水體中含有重金屬離子可沿食物鏈被生物吸附和富集，在人體內累積, 導致各種疾病和機能紊亂。從“水俁病”到“骨痛病”，從“血鉛超標”到“鎘米”，一次次證明重金屬污染的嚴重危害。現在，處理重金屬離子的常用方法主要有化學沉淀、物理吸附和生物富集等。其中，吸附法相對其他方法具有操作簡單、去除速率快、高效、經濟、簡便等諸多優點，被認為是最有發展前景的處理重金屬離子污染的方法之一。

聚乙二醇含有大量醚鍵，單寧酸含有大量酚羥基，由于氫鍵作用，形成聚電解質復合物。聚電解質復合物形成后，聚乙二醇親水性降低，使得復合物體系基于單寧酸的立體結構，傾向于形成聚乙二醇在內單寧酸在外的球形結構。加入己二胺，由于氫鍵作用，其附著于單寧酸表面，并與之發生邁克爾加成或席夫堿反應，最終形成PEG為核，PTHA為殼的微膠囊。

微流控（Microfluidics）指的是使用微管道（尺寸為數十到數百微米）處理或操縱微小流體（體積為納升到阿升）的系統所涉及的科學和技術，是一門涉及化學、流體物理、微電子、新材料、生物學和生物醫學工程的新興交叉學科。因為具有微型化、集成化等特征，微流控裝置通常被稱為微流控芯片，也被稱為芯片實驗室（Lab on a Chip）和微全分析系統（micro-Total Analytical System）。微流控的早期概念可以追溯到19世紀70年代采用光刻技術在硅片上制作的氣相色譜儀，而后又發展為微流控毛細管電泳儀和微反應器等。微流控的重要特征之一是微尺度環境下具有獨特的流體性質，如層流和液滴等。借助這些獨特的流體現象，微流控可以實現一系列常規方法所難以完成的微加工和微操作。

單寧酸又名丹寧酸、單寧，在藥典上又稱靴酸、靴質，是一類復雜的高分子多元酚類化合物，能與蛋白質、生物堿結合能與多種金屬離子發生絡合或靜電作用等。基于此，中國專利（CN 1657157）通過將單寧酸固定到超大孔球形纖維素上，用以去除蛋白質等以純化飲品；中國專利（CN 103864989 A）以單寧酸為基材，甲基丙烯磺酸鈉與丙烯醛的共聚物為交聯劑，通過共聚物中的醛基與單寧酸分子結構上的酚環發生的酚醛縮合反應而交聯制備單寧基吸附樹脂；中國專利（CN 105692758 A）以單寧酸做有機配位體，三價鐵做交聯劑，應用配位絡合方法在納米磁鐵復合材料，用以去除水中Hg²⁺和Pb²⁺；中國專利（CN 101992064A）通過環氧氯丙烷將單寧酸固定于殼聚糖微粒，用以吸附重金屬離子；中國專利（CN105107485 A）以環氧氯丙烷為交聯劑，將以單寧為原料制備的單寧基酚醛樹脂與羥甲基纖維素交聯制備羥甲基纖維素固載單寧吸附樹脂。但就目前的研究現狀來看，還存在制備過程繁瑣、制備條件苛刻、制造成本高昂等缺點。

發明內容

為克服現有技術存在的不足和問題，本發明的目的在于提供一種快速去除重金屬離子的吸附微球及制備方法，該制備方法過程簡單、操作方便、工藝可控、條件溫和、重復性好、成本低廉，便于推廣使用，制得的聚酚胺復合吸附材料，具有良好的吸附重金屬離子、有機污染物的性能，具有良好的應用前景。

為實現本發明的目的，提供以下技術方案：

一種快速去除重金屬離子的吸附微球及制備方法，其特征在于以下步驟：