[發(fā)明專利]一種高效吸附陽離子染料功能微球的制備方法及應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010714012.6
• 申請日: 2020-07-22
• 公開（公告）號: CN111841513B
• 公開（公告）日: 2023-03-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 門吉英;師紅星;董程雅;楊園園;韓圓睿
• 申請（專利權(quán)）人: 山西鐵居環(huán)保科技有限公司
• 主分類號: B01J20/26
• 分類號: B01J20/26;B01J20/28;B01J20/30;C02F1/28;C02F101/30
• 代理公司: 太原華弈知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 14108
• 代理人: 溫霞云

本發(fā)明涉及水體系中過濾吸附陽離子染料功能微球的制備方法與應(yīng)用技術(shù)，一種高效吸附陽離子染料功能微球的制備方法，將交聯(lián)殼聚糖微球（GCS）在溶劑中浸泡溶脹后，加入功能單體對苯乙烯磺酸鈉（SSS）水溶液，攪拌并通氮氣30 min后升溫，緩慢加入引發(fā)劑，氮氣保護下進行接枝聚合反應(yīng)，結(jié)束反應(yīng)后，水洗，抽濾，真空干燥得接枝微球GCS?g?PSSS。該方法制備的功能微球?qū)﹃栯x子染料孔雀石綠、亞甲基藍、甲基紫、番紅花紅T、羅丹明B產(chǎn)生高的吸附容量。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及水體系中陽離子染料過濾吸附領(lǐng)域，特別涉及高效吸附孔雀石綠、亞甲基藍、甲基紫、番紅花紅T、羅丹明B的功能接枝微球的制備及應(yīng)用。

背景技術(shù)

隨著人口的不斷增加，工業(yè)化程度越來越高，水體的污染日益加劇，尤其染料對水體的污染。染料廣泛應(yīng)用于紡織品、紙張、毛巾、塑料、皮革、化妝品、藥品和食品等行業(yè)。陽離子染料由于其含有復(fù)雜的芳香基團而在環(huán)境中穩(wěn)定，難以生物降解，且這些工業(yè)中的有色廢水流入天然河流中引起許多重要問題，如：對水生生物具有致癌性、致突變性和致畸性，化學(xué)需氧量(COD)增加，染料會使水體的透光率降低，對水生植物光合作用產(chǎn)生影響。此外，污染的水體還會對人類健康造成嚴重損害，如生殖系統(tǒng)、腎臟、肝臟、大腦和中樞神經(jīng)系統(tǒng)功能障礙(Puthukkara P A R,Jose T S,lal S D,Environmental Nanotechnology,MonitoringManagement,DOI：https://doi.org/10.1016/j.enmm.2020.100295)。目前水中除去陽離子染料的方法主要有吸附法、膜分離法、化學(xué)混凝法、氧化法、電化學(xué)法、生物法等。尤其，吸附法由于操作簡單、處理費用低、被廣泛應(yīng)用于陽離子染料廢水的處理(CriniG,Bioresource technology，2006，97：1061)，當(dāng)前，采用吸附法處理染料廢水的吸附劑主要有活性炭、沸石、硅藻土、粉煤灰、離子交換樹脂等。

殼聚糖是由甲殼素衍生的天然聚合物，來源廣泛、價格低廉、原材料綠色無害，具有良好的生物相容性、生物降解性和無毒性，是一種環(huán)境友好材料。由于殼聚糖骨架上-NH₂和-OH基團可作為螯合和反應(yīng)位點，被認為是一種理想的吸附劑(Negm N A,Hefni H H H,Abd-Elaal A A A,Badr Emad A,Abou Kana M T H,International Journal ofBiological Macromolecules，2020，152：681)。常被用作廢水處理以吸附廢水中的污染物(李建軍，鮑旭，吳先鋒,，Islam N,劉銀，喬尚元，余臻偉，朱金波，無機化學(xué)學(xué)報，2017，3：383)。研究者們對殼聚糖進行各種修飾以吸附陽離子染料，如殼聚糖與聚丙烯酸酯、氧化石墨烯形成凝膠，當(dāng)陽離子染料亞甲基藍的初始濃度為500mg/L時，飽和吸附量為296.5mg/g(Chang ZT,Chen YJ,Tang S X,Yang J Y,Chen Y,Chen S S,Li PW,Yang ZM，Carbohydrate Polymer，2020，229：115431)，在殼聚糖結(jié)構(gòu)中引入羧基含量較高的氯乙酸制得羧甲基殼聚糖吸附材料，其對甲基橙和亞甲基藍的吸附量僅為92.51mg/g和64.56mg/g(武敏，陜西師范大學(xué)，2019，6)。然而，這些方法或者操作復(fù)雜、價格昂貴，或者吸附量低，因此，本發(fā)明設(shè)計一種制備工藝簡單，價錢低廉，在水溶液中一步制備殼聚糖功能微球，且對陽離子染料表現(xiàn)出強的吸附能力。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：如何提供一種制備工藝簡單、價格低廉，綠色合成的、能夠?qū)﹃栯x子染料表現(xiàn)出高的吸附能力的功能微球的制備方法及應(yīng)用。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種高效吸附陽離子染料功能微球的制備方法，將交聯(lián)殼聚糖微球(GCS)在溶劑中浸泡溶脹后，加入功能單體對苯乙烯磺酸鈉(SSS)水溶液，攪拌并通氮氣30min后升溫，緩慢加入引發(fā)劑，氮氣保護下進行接枝聚合反應(yīng)，結(jié)束反應(yīng)后，水洗，抽濾，真空干燥得接枝微球GCS-g-PSSS。