[发明专利]一种壳聚糖的微孔复材、微孔滤材及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种壳聚糖微孔复合材料，特别涉及一种壳聚糖微孔复合滤材及其 在水相液体、药用植物提取液净化或中药浸膏制备净化技术中的用途。

背景技术

壳聚糖(chitosan)是甲壳素(chitin)脱除乙酰基后的产物，又称脱乙酰甲 壳素。甲壳素广泛存在于虾、蟹、昆虫的甲壳，以及真菌和植物的细胞壁中，在自 然界存在的有机物中位居第三。

目前，壳聚糖在纺织、印染、造纸、医药、食品、化工、生物、农业、环保、 化妆品等许多领域具有广泛的应用价值。在壳聚糖众多优异的性能中，吸附性是令 人瞩目的特性，在生物分离、金属富集、回收、分离、水处理及生物医学等领域有 广泛的应用前景，壳聚糖是一种无污染的可再生资源，在水处理和中药净化处理中 的应用前景非常好。

壳聚糖用于水和中药材净化技术的开发现况，主要有以下几个方面：

膜分离：

膜分离的工作原理是：在一定压力下，当含有大、小分子物质的混合溶质的溶 液流过被支撑的膜表面时，溶剂和小分子溶质将透过薄膜，作为透过物被收集起来； 大分子溶质则被薄膜截留作为浓缩液被回收。因为物质的分离功能依靠膜来实现， 在使用中总会发生膜污染和通量的衰减。因此需要经常清洗与维护，膜技术的推广 受到限制，很大程度上是由于膜清洗是个难题。

絮凝剂：

壳聚糖分子链上氨基的质子化，使壳聚糖分子带正电荷，而使其成为可溶性的 聚电解质，具有阳离子型絮凝剂的作用。壳聚糖絮凝剂可同时发挥电中和及黏结架 桥絮凝的双重作用，即高分子链上的阳离子活性基团与带负电荷的胶体微粒相互吸 引，降低及中和了胶体微粒的表面电荷，同时压缩了胶体微粒的扩散层而使胶体微 粒凝聚脱稳，并借助于高分子链的黏结架桥作用而产生絮凝沉降。壳聚糖的絮凝效 果与其脱己酰度及其分子量大小有关，实验证明，壳聚糖絮凝剂对水的净化处理效 果很好，而对药用植物提取液分离效果不很理想。

吸附法：

壳聚糖是一种良好的吸附剂，在室温条件下搅拌6h，pH6～7，粉末壳聚糖用 量为0.5g时的吸附效果好，可达90％以上。但由于金属离子之间存在干扰，在吸 附中草药水提液时，壳聚糖对铜离子和铅离子的吸附率较高，而对镉离子的吸附率 较低。

壳聚糖的现行技术以絮凝方式或吸附方式祛除水相液体中的重金属毒性物质， 将其应用在中草药的重金属与农药残留物祛除时，存在的问题是：处理速度缓慢， 无法连续生产。壳聚糖现行的技术结构，以粉体吸附提取液中的重金属毒性元素， 不能保证中草药中的有效成分不被破坏。

总之，由于化肥、杀虫剂的大量使用，工业废气、废水的超标排放，人们日常 生活污水的大量增加，以及人类生存环境的破坏，导致水源和中草药等植物的污染 日益加剧，严重影响人体健康。壳聚糖由于其独特的分子结构，可有效去除水河种 草药液体中的微生物、有机物及重金属离子，随着对壳聚糖及其衍生物结构及性能 研究的不断深入，作为一种新型功能净化材料，必将起到越来越重要的作用。

本发明针对以上壳聚糖在净化技术中存在的诸多优缺点，以及壳聚糖材料在现 行分离工艺中的应用片面等方面进行了精心的研究，遂完成了本发明。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种以壳聚糖为原料，得到多孔体的成型复材，确保 具有稳定的物理、化学、机械性能的壳聚糖微孔复合材料。

上述目的是通过以下技术方案来实现的，

一种壳聚糖的微孔复材，其复合工艺为：以精制的壳聚糖为原料，配制1～20 重量％的壳聚糖水溶液，然后浸泡经过改质后的高分子多孔体基材0.5～3.5小时， 进一步通过烘焙使壳聚糖和高分子基材结合，得到壳聚糖的微孔复材。

所述的壳聚糖微孔复材是在高分子多孔体表面及其孔径内表面上被覆壳聚糖 高分子膜，如图1所示。图1中的1为壳聚糖微孔复材的截面图，而2-5为截面放 大不同倍数的效果图，图中的6为本发明的微孔复材的侧面图，从该图中可以看出 该壳聚糖微孔复材的孔洞构造为外口大，内口小的喇叭状。

所述的高效精制的壳聚糖是按照已有的制备方法制造，如水溶性壳聚糖的制 备方法，《壳聚糖》(第二版)，蒋挺大编著，化学工业出版社(2007)，第119 页。