[發明專利]一種殼聚糖稀土復合吸附材料和制備方法及應用

在審

• 申請號: 202310210729.0
• 申請日: 2023-03-07
• 公開（公告）號: CN116159541A
• 公開（公告）日: 2023-05-26
• 發明（設計）人: 陳云;馮世超;雷成;宋偉杰;李學偉;萬印華
• 申請（專利權）人: 中國科學院贛江創新研究院
• 主分類號: B01J20/24
• 分類號: B01J20/24;B01J20/30;C02F1/28;C02F101/30
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 劉二艷

本發明提供一種殼聚糖稀土復合吸附材料和制備方法及應用，所述殼聚糖稀土復合吸附材料包括使用戊二醛交聯為球狀的殼聚糖材料和負載在所述殼聚糖上的稀土材料。本發明制得的殼聚糖稀土復合吸附材料吸附量大、穩定性強，對甲基藍的吸附量可達740.7mg/g，在去除環境中甲基藍等陰離子染料類污染物方面具有良好的應用前景。

技術領域

本發明屬于材料領域，具體涉及一種殼聚糖稀土復合吸附材料和制備方法及應用。

背景技術

染料廣泛應用于塑料、食品、造紙和化妝品工業等多個領域。當排放到環境中的染料超過自然環境的修復能力時，會對環境和人類健康產生重大影響。甲基藍(MB，C₃₇H₂₇N₃Na₂O₉S₃，分子量：799.07g?mol^-1)是一種常用的水溶性染料，用作染色過程中的著色劑和消毒劑。當甲基藍排放到水環境中后，不僅會影響水體的外觀，造成視覺污染，還會降低水體的透明度，影響水生動植物的生存，破壞水體的生態平衡，所以去除水體中的甲基藍具有重要意義。

對染料的處理方法主要包括吸附、膜分離、生物處理等方法。其中吸附法操作簡單、方便、靈活，更適合于實際應用，但是目前吸附法存在的主要問題是缺乏高吸附量的吸附劑。

CN115282932A公開了一種對木質素改性吸附劑的制備和應用，其以木質素磺酸鈉作為結構導向劑和聚陰離子摻雜劑，為苯胺單體提供更多的活性位點，聚苯胺沿木質素長鏈生長，使復合材料具有顯著的比表面積，為染料的吸附提供了充足的空間，但是其吸附量仍較低，對孔雀石綠的飽和吸附量僅為108.79mg/g。

CN113908802A公開了一種用于有機陰離子染料吸附的銅基復合物，雖制備方法簡單，但是對剛果紅最佳吸附量僅為400mg/g。

殼聚糖是一種從海產品加工業的廢棄物中提取的儲量最豐富的生物聚合物，由于其成本低、聚合、功能化過程簡單、穩定性好等優點，在吸附方面具有很大的優勢。殼聚糖中含有氨基和羥基，由于螯合作用和靜電吸引作用，殼聚糖不僅可以作為吸附劑去除重金屬、染料等污染物，而且還可以很容易地改性制備功能性殼聚糖底物材料。但由于殼聚糖原料結晶膨脹性好，孔隙率低，親水性低，比表面積小，在酸性介質中穩定性差，在水介質中吸附能力低，經交聯劑交聯后往往會降低對污染物的吸附能力。

因此，研發吸附能力強且制備過程簡便的吸附材料是非常有意義的。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種殼聚糖稀土復合吸附材料和制備方法及應用。

為達此目的，本發明采用以下技術方案：

第一方面，本發明提供一種殼聚糖稀土復合吸附材料，所述殼聚糖稀土復合吸附材料包括使用戊二醛交聯為球狀的殼聚糖材料和負載在所述殼聚糖上的稀土材料。

本發明所述殼聚糖稀土復合吸附材料為球狀殼聚糖材料，其中殼聚糖單體通過戊二醛交聯為球狀，稀土材料與殼聚糖中的氨基和羥基發生配位反應負載于殼聚糖上，形成本發明所述的殼聚糖稀土復合材料。稀土材料與殼聚糖發生配位反應，有利于保護殼聚糖中的氨基與羥基，增強復合材料的穩定性，尤其是pH穩定性，pH穩定性高進而可以有效規避殼聚糖酸性介質下穩定性差的問題；此外本發明制得的殼聚糖復合吸附材料，比表面積大，吸附能力強，對甲基藍的吸附量可達740.7mg/g。因此，本發明制得的殼聚糖稀土復合吸附材料吸附量大、穩定性強，在去除環境中甲基藍等陰離子染料類污染物方面具有良好的應用前景。

優選地，所述殼聚糖的分子量范圍為5-35萬；

所述5-35萬中的具體數值可以選擇5萬、10萬、15萬、20萬、25萬、30萬或35萬等；

上述各項數值范圍內的其他具體點值均可選擇，在此便不再一一贅述。