[發明專利]一種EDTA改性磁性殼聚糖環糊精吸附劑的制備方法及其應用

在審

• 申請號: 202010027570.5
• 申請日: 2020-01-10
• 公開（公告）號: CN111215036A
• 公開（公告）日: 2020-06-02
• 發明（設計）人: 孫治榮;陳歡
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: B01J20/24
• 分類號: B01J20/24;B01J20/28;B01J20/30;C02F1/28;C02F101/20;C02F101/30;C02F101/34;C02F101/38;C02F101/22
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 張立改

一種EDTA改性磁性殼聚糖環糊精吸附劑的制備方法及其應用,屬于吸附劑制備領域。采用殼聚糖和環糊精為原料，將四氧化三鐵加入殼聚糖環糊精溶液中結合，再加入戊二醛，調節酸堿度沉淀，冷卻真空干燥后得磁性殼聚糖環糊精。采用稱取乙二胺四乙酸二鈉于超純水，加入活化劑和交聯劑機械攪拌使溶液澄清達到充分溶解，再加入經制備的磁性殼聚糖環糊精，酰胺化后清洗干凈真空烘干待用。該方法制備的復合顆粒具有易分離，吸附容量高，可重復利用的特性，可以作為一種新型的吸附劑應用于水處理工程中。

技術領域

本發明涉及一種EDTA改性磁性殼聚糖環糊精吸附劑的制備方法及應用，屬于吸附劑技術領域。

背景技術

隨著現代工業技術的快速發展，環境問題日益嚴峻，而水污染問題更是重中之重，由于冶金、化工、印染、礦業等行業廢水的大量排放，重金屬和染料污染日益嚴重，因此，去除水中重金屬和染料對保障人體健康具有非常重要的意義。

β-環糊精是一種無臭無毒的白色結晶粉末，具有略呈錐形的中空圓筒立體環狀結構，其獨特的內部親水外部疏水結構非常穩定且不易受酶、pH、熱等外在條件的影響，這一獨特特性使得其可以與很多無機、有機分子結合形成主－客體復合物，并能改變客體分子的理化性質，具有保護、穩定和選擇性定向分子的特性，作為吸附劑、改良劑、穩定劑等，在食品、環保、醫藥等領域都有廣泛的應用。

殼聚糖是甲殼素脫乙酰的產物，常溫下為白色或灰白色無定型、半透明固體，天然多糖中唯一的堿性多糖，相對分子量在數十萬至數百萬。殼聚糖分子鏈上分布著大量羥基、氨基等活性基團，它們能與很多分子相互作用，使其具有良好的生物相容性、可生物降解性、以及無毒無味等，因此在水處理領域受到高度重視和廣泛研究，發展迅速。

通過研究具有特定形貌和結構的多種材料對飲用水或廢水中有毒離子的去除效果，發現殼聚糖和環糊精具有價格低廉、原料豐富、環境友好等優異點。因此，本發明采用的方法條件溫和、制備方法簡單、制備周期短，同時加入磁性四氧化三鐵，使得吸附劑帶有磁性，便于回收利用，重復吸收效果好，且EDTA 的修飾提高了殼聚糖和環糊精的吸附量，使得其在水中可作為一種安全高效的重金屬和染料吸附劑。

發明內容

本發明提供一種環境友好、易于回收、重復利用的EDTA改性磁性殼聚糖環糊精吸附劑，具有較好的吸附性能，在常溫和酸性條件下對酸性紅B的吸附量可達到460.83mg/g。

本發明提供制備EDTA改性磁性殼聚糖環糊精吸附劑的制備方法，包括如下步驟：

(1)磁性殼聚糖環糊精的制備：

將殼聚糖和β-環糊精溶于0.8-1.2mol/L優選1mol/L鹽酸溶液中，攪拌 6-10h后加入四氧化三鐵，攪拌成均勻溶液，使其完全溶解，加入50％的戊二醛溶液，反應一段時間，用氫氧化鈉溶液調節pH值至8-10使其完全沉淀；所得產品冷卻，用乙醇和蒸餾水洗滌后在真空干燥烘干箱用60-80℃烘干8-12h，得到磁性殼聚糖環糊精；

(2)EDTA改性磁性殼聚糖環糊精的制備：

稱取乙二胺四乙酸二鈉鹽于超純水中超聲溶解后，加入活化劑和交聯劑，機械攪拌0.5-2h使溶液澄清達到充分溶解，再加入經步驟(1)制備的磁性殼聚糖環糊精，繼續機械攪拌6h，經外加磁鐵磁性分離，超純水清洗干凈后使用 60-80℃真空烘干，得到EDTA改性磁性殼聚糖環糊精。

上述步驟(1)中所述殼聚糖與環糊精的質量比為1:1-1:8，殼聚糖與四氧化三鐵的質量比為1:1-5:1。每1gβ-環糊精溶于對應20-30ml鹽酸溶液。

上述步驟(1)中所述鹽酸與戊二醛的體積比為50:1-100:1，氫氧化鈉的物質的量濃度為0.8-1.2mol/L。

步驟(2)所述活化劑為1-3-乙基碳二亞胺(EDC)，交聯劑為N-羥基琥珀酰亞胺(NHS)。