[發明專利]一種可降解的3D有序大孔殼聚糖膜、其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202110311579.3
• 申請日: 2021-03-24
• 公開（公告）號: CN113171756A
• 公開（公告）日: 2021-07-27
• 發明（設計）人: 趙娟;蔡華
• 申請（專利權）人: 常州金杉環保科技有限公司
• 主分類號: B01J20/24
• 分類號: B01J20/24;B01J20/28;B01J20/30;C02F1/28;C02F101/20;C02F103/16
• 代理公司: 常州易瑞智新專利代理事務所(普通合伙) 32338
• 代理人: 孫盼盼

本發明公開了一種可降解的3D有序大孔殼聚糖膜、其制備方法和應用，屬于重金屬吸附領域。包括：步驟1、制備300～600nm的聚苯乙烯微球；步驟2、制備殼聚糖聚乙烯醇印跡復合材料；步驟3、制備殼聚糖蒙脫土印跡復合材料；步驟4、得到殼聚糖蒙脫土印跡復合膜，去除聚苯乙烯微球，洗脫殼聚糖膜。本發明通過采用殼聚糖蒙脫土印跡復合膜作為吸附劑，在吸附電鍍廢水中銅離子上的應用；具有對銅離子具有較強的選擇性、吸附能力和吸附效率，其次，還具有優異的生物環保性和可重復利用率。

技術領域

本發明屬于重金屬吸附領域，尤其是一種可降解的3D有序大孔殼聚糖膜、其制備方法和應用。

背景技術

銅造成污染的主要來源是金屬加工、機械制造、鋼鐵生產等。人類飲用的飲用水中含有大量Cu(Ⅱ)，并與水中的其他毒素結合，進入人體后的毒性將被放大，產生更具毒性的有機物質。現有技術中，處理水溶液中的Cu(Ⅱ)方法包括化學沉淀，氧化還原，溶劑萃取，吸附等。在這些方法中，吸附被認為是最快，最有效的方法之一。活性炭是最常用的去除重金屬的吸附劑，但活性炭有很多局限性，容易造成二次污染。細菌和酵母等吸附劑的機械穩定性較差，吸附劑對目標離子的選擇性較弱，且吸附速度較慢。

現有技術中，雖然存在一些高分子類吸附材料具有一定對目標離子具有選擇性吸附的性能，例如，聚丙烯腈-硫@三聚氰胺海綿、殼聚糖水凝膠等。但是上述聚合在制備過程中所采用的原料和交聯劑，屬于難降解物質，在材料使用壽命結束后，仍需要花費較長時間才能實現自然降解。

因此，我們致力于找到一種可降解的、高效的吸附劑。

發明內容

為了克服上述技術缺陷，本發明提供一種可降解的3D有序大孔殼聚糖膜、其制備方法和應用，以解決背景技術所涉及的問題。

本發明公開了一種可降解的3D有序大孔殼聚糖膜、其制備方法和應用，包括三個方面。

第一方面，本發明提供一種可降解的3D有序大孔殼聚糖膜的制備方法，包括如下步驟：

步驟1、制備300～600nm的聚苯乙烯微球；

步驟2、制備殼聚糖聚乙烯醇印跡復合材料；

步驟3、制備殼聚糖蒙脫土印跡復合材料；

步驟4、得到殼聚糖蒙脫土印跡復合膜，去除聚苯乙烯微球，洗脫殼聚糖膜。

優選地或可選地，所述聚苯乙烯微球的制備方法，包括如下步驟：

步驟11、單體苯乙烯的純化預處理：

將苯乙烯單體與5wt％的NaOH水溶液1:1混合，靜置一會，將上層的油性物質取出，該操作重復3次，直至檢測水為中性，再通過減壓蒸餾，得到所需的純化單體；

步驟12、聚苯乙烯微球的聚合

其次，分別取純化的苯乙烯和聚乙烯吡咯烷酮，兩者混合后向其中加入蒸餾水；向其投加的過硫酸銨，再將得到的溶液與乙醇混合裝入燒瓶中，并在25℃下對該溶液進行氮氣保護30min；然后對得到的混合物油浴緩慢加熱到50～70℃，反應16h；

步驟13、聚苯乙烯微球的分離

最后，對反應后得到的溶液進行離心分離，再用無水乙醇潤洗離心管中的聚苯乙烯，并在40℃下烘干待用。

優選地或可選地，所述純化的苯乙烯和聚乙烯吡咯烷酮的質量比為100：(0.65～1.20)。

優選地或可選地，所述殼聚糖聚乙烯醇印跡復合材料的制備方法，包括如下步驟：

步驟21、取30～40mg的殼聚糖分散到50ml質量分數為1％的醋酸溶液，得到0.5～1.0％wt的殼聚糖溶液；