[發明專利]一種十六烷基三甲基溴化銨修飾復合殼聚糖微球的制備方法與應用

在審

• 申請號: 202010927179.0
• 申請日: 2020-09-07
• 公開（公告）號: CN112246224A
• 公開（公告）日: 2021-01-22
• 發明（設計）人: 蔡衛權;強金霞;易榮衛;梁淑鈴;梁瑤瑤;李嘉怡
• 申請（專利權）人: 廣州大學
• 主分類號: B01J20/24
• 分類號: B01J20/24;B01J20/30;C02F1/28;B01J20/28;C02F101/22
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 雷月華

本發明公開了一種十六烷基三甲基溴化銨修飾復合殼聚糖微球的制備方法與應用。所述方法包括以下步驟：首先，以殼聚糖為碳源、氯化鐵為鐵源，水熱碳化后得到復合殼聚糖微球；然后用表面活性劑十六烷基三甲基溴化銨溶液浸漬該復合殼聚糖微球，得到所述十六烷基三甲基溴化銨修飾復合殼聚糖微球。本發明制備的復合微球吸附劑對Cr(VI)溶液的吸附性能顯著改善，表現出對Cr(VI)具有極快的吸附速率，在制備吸附劑的最佳條件下，在1min內吸附劑對Cr(VI)的吸附量達47?49mg/g，吸附動力學顯著加快、Cr(VI)的去除率達95.58％，因此可用于劇毒污染物Cr(VI)的吸附。

技術領域

本發明屬于綠色吸附劑的制備及水污染控制的技術領域，具體涉及一種十六烷基三甲基溴化銨修飾復合殼聚糖微球的制備方法與應用。

背景技術

隨著工業的迅猛發展，工業廢水的處理問題日益突出，廢水中的重金屬污染已成為世界性的環境問題。重金屬Cr有三價態(Cr(III))和六價態(Cr(VI))兩個穩定的氧化態，其中Cr(VI)的毒性是Cr(III)的數百倍，對自然環境尤其是人體健康有著很大的危害。由于其高致畸、致癌性，Cr(VI)已被列為對人體危害最大的8種化學物質之一，是國際公認的3種致癌金屬物之一，我國已將Cr(VI)列為需嚴格控制的第一類污染物，含Cr(VI)重金屬廢水的處理已經刻不容緩。從廢水中去除Cr(VI)的常規方法包括化學沉淀法、反滲透法、氧化還原法和吸附法。其中吸附法因操作簡單，成本低，效率高被列為最常用廢水處理方法之一。

殼聚糖來源廣泛，因其生物官能性、安全性和相容性，被譽為是最有前途的吸附材料之一。但殼聚糖在酸性條件下易溶解，并且機械強度較弱。對殼聚糖吸附劑的改性方法有物理改性及化學改性。物理改性將殼聚糖與一些有機聚合物、多孔無機物或者微生物等混合，形成復合吸附劑，使其具有更大的比表面積或者其他性能，一方面提高了復合材料對重金屬的吸附能力，另一方面也減少了殼聚糖的用量。

公告號為CN106423087B的中國專利公開了一種用于毒性Cr(VI)吸附的磁性殼聚糖碳球的制備方法，利用水熱法制備磁性鐵酸鈷，然后運用水熱法將殼聚糖碳化負載在磁性鐵酸鈷的表面，得到磁性殼聚糖碳球。較佳條件下吸附平衡時間為48h時，該吸附劑對Cr(Ⅵ)的最大吸附量為274.8mg/g，但該吸附劑的吸附速率較低。公開號為CN108854988A的中國專利申請公開了一種用于重金屬吸附的磁性殼聚糖碳球的制備方法，該方法以鐵礦粉為內核，結合溶膠一凝膠法將殼聚糖包覆到鐵礦粉顆粒表面形成外殼，從而實現殼聚糖的磁性化，得到磁性殼聚糖碳球；吸附Cr(Ⅵ)的平衡時間為16h時，該吸附劑的飽和吸附量為83.0mg/g。此外，該吸附劑對常見的重金屬離子具有廣譜吸附性能，但其制備方法較為復雜。

綜上，開發制備方法簡便、條件溫和、對劇毒污染物Cr(VI)具有優異吸附性能的生物質復合吸附材料具有重要的科學意義和良好的應用前景。

發明內容

為解決現有技術的缺點和不足之處，本發明的首要目的在于提供一種十六烷基三甲基溴化銨修飾復合殼聚糖微球的制備方法。

本發明的另一目的在于提供一種由上述方法制得的十六烷基三甲基溴化銨修飾復合殼聚糖微球。

本發明的再一目的在于提供上述十六烷基三甲基溴化銨修飾復合殼聚糖微球的應用。

本發明目的通過以下技術方案實現：

一種十六烷基三甲基溴化銨修飾復合殼聚糖微球的制備方法，包括以下步驟：首先，以殼聚糖為碳源、氯化鐵為鐵源，水熱碳化后得到復合殼聚糖(Fe₂O₃@CS)微球；然后用表面活性劑十六烷基三甲基溴化銨溶液浸漬該復合殼聚糖微球，得到所述十六烷基三甲基溴化銨修飾復合殼聚糖微球Fe₂O₃@CS@CTAB。