專(zhuān)利名稱(chēng)：一種提高殼聚糖抗酸性能的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種提高性能的方法，尤其涉及一種提高殼聚糖抗酸性能的方法。
背景技術(shù)：
殼聚糖，化學(xué)名為β _ (1，4) _2_乙酸氨基_2_脫氧-D-匍聚糖,是甲殼素脫乙酸化的產(chǎn)物。殼聚糖含有大量的氨基和羥基，對(duì)水環(huán)境中的許多污染物如重金屬離子、染料等有很好的吸附作用，并且其生物相容性好，制備成本低廉，這使得殼聚糖作為一種高效的生物吸附劑近年來(lái)引起了廣泛的關(guān)注。但是廣泛應(yīng)用殼聚糖必須克服的一個(gè)難題是其極弱的抗 酸性能，殼聚糖在低于PH 5左右的化學(xué)環(huán)境下就會(huì)發(fā)生溶解而不能發(fā)揮吸附的功效，然而很多廢水卻是強(qiáng)酸性的。目前常用的提高殼聚糖抗酸性能的方法是化學(xué)改性，使用戊二醛、乙二醛、甲醛、環(huán)氧氯丙烷等化學(xué)試劑對(duì)殼聚糖進(jìn)行交聯(lián)處理。這些化學(xué)試劑大多具有較強(qiáng)的細(xì)胞毒性，在使用的過(guò)程中有可能對(duì)環(huán)境造成污染，而且化學(xué)改性的作用點(diǎn)通常是殼聚糖的氨基和羥基，因此化學(xué)改性在提高殼聚糖抗酸性能的同時(shí)，卻可能因改變了殼聚糖發(fā)揮吸附作用的官能團(tuán)而對(duì)其吸附性能造成損害。ZrO2是一種環(huán)境友好的無(wú)機(jī)材料，它具有很強(qiáng)的化學(xué)穩(wěn)定性，可耐受強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、強(qiáng)氧化劑和強(qiáng)還原劑的作用。以ZrO2與殼聚糖復(fù)合制備成復(fù)合材料，通過(guò)復(fù)合材料各組分間的增效作用和協(xié)同作用，可以很好地提高殼聚糖的耐酸性能。并且由于沒(méi)有破壞殼聚糖的吸附功能團(tuán)-氨基和羥基，該復(fù)合材料又可以很好地保持殼聚糖的吸附性能，使得殼聚糖在強(qiáng)酸性條件下很好地發(fā)揮吸附功效。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種提高殼聚糖抗酸性能的方法，制備的殼聚糖/ZrO2復(fù)合材料可用在較苛刻的強(qiáng)酸性環(huán)境中對(duì)染料的吸附凈化。本發(fā)明的目的是這樣來(lái)實(shí)現(xiàn)的，其制備方法為將I g納米ZrO2分散在質(zhì)量分?jǐn)?shù)為O. 7%-3. 5%的十二烷基苯磺酸鈉溶液中，室溫下攪拌6 h，所得固體用去離子水和乙醇清洗后在80°C下烘干。然后將該固體和納米Fe3O4 —同加到質(zhì)量分?jǐn)?shù)為O. 1%-1%的殼聚糖的乙酸溶液，固體=Fe3O4 :殼聚糖=1 :1 :1 (質(zhì)量比)。納米Fe3O4不具有抗酸性能，它的加入是賦予復(fù)合材料磁性，以方便復(fù)合材料在制備和使用過(guò)程中的分離處理。所得混和物在室溫下連續(xù)攪拌I h，然后再超聲15 min以得到高度分散的膠體溶液。再將混和物傾入等體積的乙醇中，得到黑色絮狀物。通過(guò)磁鐵將其收集，用去離子水和乙醇交替徹底清洗，然后再在真空干燥箱中60°C烘干即得產(chǎn)品。通過(guò)透射電鏡照片可以看出產(chǎn)品形貌為納米尺度的小球，形狀規(guī)整，平均粒徑為20-30 nm。本發(fā)明的技術(shù)效果是反應(yīng)條件溫和、生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單、不使用有機(jī)交聯(lián)劑綠色環(huán)保、原料來(lái)源充足、生產(chǎn)成本低廉、易于工業(yè)化生產(chǎn)。所得產(chǎn)品具有較強(qiáng)吸附染料分子的能力，可用于處理污水中的染料污染物。


圖I為實(shí)施例I制備的產(chǎn)品納米微粒的透射電鏡(TEM)照片。圖2為實(shí)施例I制備的產(chǎn)品在25°C，pH=2的強(qiáng)酸性條件下對(duì)莧菜紅的吸附性能曲線(xiàn)。圖3為實(shí)施例I制備的產(chǎn)品在25°C，pH=2的強(qiáng)酸性條件下對(duì)檸檬黃的吸附性能曲線(xiàn)。
具體實(shí)施例 實(shí)施例I
將I g納米ZrO2分散在質(zhì)量分?jǐn)?shù)為O. 7%的十二烷基苯磺酸鈉溶液中，室溫下攪拌6h，所得固體用去離子水和乙醇清洗后在80°C下烘干。然后將該固體和納米Fe3O4 —同加到質(zhì)量分?jǐn)?shù)為O. 1%的殼聚糖的乙酸溶液，固體=Fe3O4 :殼聚糖=1 1 :1(質(zhì)量比)。所得混和物在室溫下連續(xù)攪拌I h，然后再超聲15 min以得到高度分散的膠體溶液。再將混和物傾入等體積的乙醇中，得到黑色絮狀物。通過(guò)磁鐵將其收集，用去離子水和乙醇交替徹底清洗，然后再在真空干燥箱中60°C烘干即得產(chǎn)品。由圖I、圖2、圖3可見(jiàn)，產(chǎn)品在強(qiáng)酸性條件下對(duì)以常見(jiàn)染料污染物莧菜紅、檸檬酸為代表的染料具有很好的吸附效果，吸附等溫線(xiàn)符合Langmuir和Fredunlich模型,最大吸附量分別可達(dá)99. 6 mg/g和47. 3 mg/g,超過(guò)常見(jiàn)的花生殼[楊超等，生物學(xué)雜志，2005，22 (2) :45-48]、丕藍(lán)皮[孫影芝等，安徽師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2005，28 (I) :80-83.]、氫氧化鐵[G. Q. Zhang et al. , J. Phys.Chem. C，116 (2012) 3623 3634]、納米氧化鐵[B. Zargar, et al. , Chemosphere 76(2009) 554 - 557]等類(lèi)型的吸附劑。實(shí)施例2
將I g納米ZrO2分散在質(zhì)量分?jǐn)?shù)為O. 7%-的十二烷基苯磺酸鈉溶液中，室溫下攪拌6h，所得固體用去離子水和乙醇清洗后在80°C下烘干。然后將該固體和納米Fe3O4 —同加到質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的殼聚糖的乙酸溶液，固體=Fe3O4 :殼聚糖=1 1 :1(質(zhì)量比)。所得混和物在室溫下連續(xù)攪拌I h，然后再超聲15 min以得到高度分散的膠體溶液。再將混和物傾入等體積的乙醇中，得到黑色絮狀物。通過(guò)磁鐵將其收集，用去離子水和乙醇交替徹底清洗，然后再在真空干燥箱中60°C烘干即得產(chǎn)品。實(shí)施例3
將I g納米ZrO2分散在質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3. 5%的十二烷基苯磺酸鈉溶液中，室溫下攪拌6 h，所得固體用去離子水和乙醇清洗后在80°C下烘干。然后將該固體和納米Fe3O4—同加到質(zhì)量分?jǐn)?shù)為O. 1%的殼聚糖的乙酸溶液，固體=Fe3O4 :殼聚糖=1 1 :1(質(zhì)量比)。所得混和物在室溫下連續(xù)攪拌I h，然后再超聲15 min以得到高度分散的膠體溶液。再將混和物傾入等體積的乙醇中，得到黑色絮狀物。通過(guò)磁鐵將其收集，用去離子水和乙醇交替徹底清洗，然后再在真空干燥箱中60°C烘干即得產(chǎn)品。實(shí)施例4將I g納米ZrO2分散在質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3. 5%的十二烷基苯磺酸鈉溶液中，室溫下攪拌6 h，所得固體用去離子水和乙醇清洗后在80°C下烘干。然后將該固體和納米Fe3O4—同加到質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的殼聚糖的乙酸溶液，固體=Fe3O4 :殼聚糖=1 1 :1(質(zhì)量比)。所得混和物在室溫下連續(xù)攪拌I h，然后再超聲15 min以得到高度分散的膠體溶液。再將混和物傾入等體 積的乙醇中，得到黑色絮狀物。通過(guò)磁鐵將其收集，用去離子水和乙醇交替徹底清洗，然后再在真空干燥箱中60°C烘干即得產(chǎn)品。
權(quán)利要求
1.一種提高殼聚糖抗酸性能的方法，其特征在于其制備工藝 (1)將納米ZrO2分散在質(zhì)量分?jǐn)?shù)為O.7%-3. 5%的十二烷基苯磺酸鈉溶液中，室溫下攪拌6 h，所得固體用去離子水和乙醇清洗后烘干； (2)將由(I)所得固體和納米Fe3O4—同加到質(zhì)量分?jǐn)?shù)為O. 1%-1%的殼聚糖的乙酸溶液，固體=Fe3O4 :殼聚糖=質(zhì)量比I :1 :1。
2.一種權(quán)力要求I所述提高殼聚糖抗酸性能的方法制備產(chǎn)品的應(yīng)用，其特征是應(yīng)用于強(qiáng)酸性條件下廢水中染料的吸附凈化。
全文摘要
一種提高殼聚糖抗酸性能的方法，該方法不使用化學(xué)交聯(lián)劑，以環(huán)境友好且化學(xué)穩(wěn)定性強(qiáng)的ZrO2與殼聚糖在室溫下通過(guò)較簡(jiǎn)便的操作制成復(fù)合材料，利用復(fù)合材料各組分間的增效效應(yīng)和協(xié)同作用，極大地提高殼聚糖的抗酸性能，使殼聚糖可在較苛刻強(qiáng)酸條件下很好地發(fā)揮對(duì)污染物的吸附性能，產(chǎn)品在pH=2的條件下對(duì)模型污染物莧菜紅、檸檬黃的最大吸附量分別可達(dá)99.6mg/g和47.3mg/g，高于常見(jiàn)的普通吸附劑。該方法的優(yōu)點(diǎn)是反應(yīng)條件溫和、生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單、不使用有機(jī)交聯(lián)劑綠色環(huán)保、原料來(lái)源充足、生產(chǎn)成本低廉、易于工業(yè)化生產(chǎn)。
文檔編號(hào)B01J20/24GK102814165SQ20121033055
公開(kāi)日2012年12月12日 申請(qǐng)日期2012年9月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月10日
發(fā)明者蔣華麟, 陳萍華, 羅勝聯(lián), 涂新滿(mǎn), 羅旭彪, 曹群, 袁志林, 周艷蕾 申請(qǐng)人:南昌航空大學(xué)