[发明专利]一种聚酰胺胺树状大分子接枝淀粉基载体的制备方法

说明书

技术领域：

本发明属于金属离子吸附材料制备技术领域，特别涉及一种聚酰胺胺树状大分子接枝淀粉基载体的制备方法。

背景技术：

金属冶炼和深加工行业在国民经济中占有十分重要的地位。但是这些行业都会产生大量的含金属离子废水，这些废水中主要含有铜、锌、镍、铬、镉等重金属污染物，毒性很大，如果处理不当，直接排放会污染水源，给环境造成十分严重的危害。近年来我国发生了多起由于重金属污染的事故，造成了沿岸大量的鱼类和庄稼死亡，给生活在当地居民的生产和生活带来了巨大的困难。因此，对这些含金属离子废水的治理是一个不可忽视的问题。在对金属离子污水的众多治理方法中，吸附-解吸法具有工艺简单，可以回收金属的优点，从而达到环境保护和经济效益的有机结合。

树状大分子是一类具有超支化结构的高分子材料，在结构上不同于传统的支化高分子，其大小、形状可控，内部有空腔，表面具有丰富的官能团等。树状大分子的提出是近二十多年的事情，是目前研究的热点之一。树状大分子通常都是由三个不同的部分组成的：第一部分是活性中心，是树状大分子的起始部分；第二部分是由多个重复支化单元组成的内层，位于树状大分子的中部；第三部分是具有丰富表面官能团的外层，是树状大分子的结束部分，这三个部分相互影响并构成了一个独立的分子体系。树状大分子分布具有单分散性，并且具有拓扑学结构等独特的结构特点，使其在膜材料、纳米复合材料、生物医药载体、催化剂等众多领域显示出广阔的潜在应用前景。

现在常用的是利用活性炭来吸附水中的金属离子和污染物，虽然活性炭具有比表面积大的优点，但是由于活性炭对金属离子的吸附大多是物理吸附，所以处理时间很长，效率较低。而聚酰胺胺树状大分子具有丰富的含N官能团，可以同多种金属离子发生配位反应，并且其分子内部具有大量的空腔，通过配位作用和吸附作用，一个PAMAM分子可以络合几十个甚至上百个金属离子。另外，由于树状大分子高度支化的结构以及其很强的络合能力，所以其达到平衡的时间较快。经过文献检索发现，目前关于树状大分子与金属离子配位作用的理论已经进行了一些研究，但是关于利用树状大分子与淀粉接枝制备载体，对金属离子实现分离的研究未见报道。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种新的聚酰胺胺树状大分子接枝淀粉基载体的制备方法。采用来源广泛、价格便宜、可再生的多羟基天然高分子化合物淀粉为原料，以环氧氯丙烷为交联剂，用含有丰富氨基官能团的聚酰胺胺树状大分子接枝淀粉，得到一种新型的淀粉基载体，增加了淀粉的含N官能团数目，提高了淀粉基载体的吸附容量。

本发明所提供的一种聚酰胺胺树状大分子接枝淀粉基载体的制备方法具体步骤如下：

(1)将可溶性淀粉、去离子水依次加入反应器中，在搅拌条件下缓慢滴加交联剂和预先溶解在无水甲醇中的整代聚酰胺胺树状大分子，在30-50℃的反应温度下，反应2-5h，反应完毕后得到的白色悬浮液；

所述各反应原料的质量份数分别为：

可溶性淀粉6-12份，去离子水80-120份，交联剂6-12份，整代聚酰胺胺树状大分子3-6份，无水甲醇10份；

(2)将步骤(1)得到的白色悬浮液过滤得到滤饼，先后用无水甲醇和无水乙醇洗涤该滤饼多次以除去未反应的整代聚酰胺胺树状大分子，然后用去离子水洗涤该滤饼多次；

(3)将步骤(2)得到的滤饼在40-60℃的温度下真空干燥4-8h，然后粉碎得到白色粉末状物质即为聚酰胺胺树状大分子接枝淀粉基载体。

所述交联剂为环氧氯丙烷。

本发明方法制备简单，所制备得到的淀粉基载体具有含N官能团数目多，具有对金属离子吸附速度快、吸附容量大的特点，能够用于对金属离子的吸附与回收利用。

附图说明：

图：为不同代数聚酰胺胺树状大分子接枝淀粉基载体对Zn²⁺的吸附曲线。

具体实施方式：

实施例1：1.0代聚酰胺胺树状大分子接枝淀粉基载体的制备。在250ml的三口烧瓶中分别加入80g去离子水、6.0g可溶性淀粉，开动搅拌器搅拌20min。其次缓慢滴加6.0ml的环氧氯丙烷，最后滴加3.0g预先溶解在10.0g无水甲醇中的1.0代聚酰胺胺树状大分子，并将温度升高到30℃，保温反应2h，反应完毕后将白色悬浮液过滤，先用无水甲醇和无水乙醇洗涤滤饼多次除去未反应的1.0代聚酰胺胺树状大分子，然后用去离子水洗涤滤饼多次，最后在40℃下真空干燥4h后粉碎得到白色粉末状物质即为1.0代聚酰胺胺树状大分子接枝淀粉基载体，记作SP-G1.0。