[发明专利]一种磁性高分子复合微球的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种无机有机复合材料和功能高分子复合材料的制备方法，特别是涉及一种磁性高分子复合微球的制备方法。

背景技术

壳聚糖分子是仅次于纤维素的第二大天然多糖，由于壳聚糖分子中具有大量的羟基、氨基等功能基团，因此可用作吸附剂、絮凝剂等新型水处理材料。研究表明，壳聚糖类吸附剂对水中重金属离子有较好的去除效果。但是，壳聚糖的机械性能较差，通常要对其进行化学修饰和物理修饰。戊二醛通常被用作交联剂，防止壳聚糖在酸性溶液中溶解。海藻酸盐是一种天然高分子，是阴离子聚电解质，基本单元为甘露糖醛酸和古罗糖醛酸。海藻酸盐上的-COOH可以与壳聚糖上的-NH₂通过静电作用进行键合。研究表明，键合后的吸附剂兼具两种聚合物的优良特性，具有较好的金属离子吸附性能。尽管该类吸附剂能对水中重金属离子有效去除，但吸附饱和后的吸附剂固液分离困难，操作费时费力，因此有必要开发可有效固液分离的复合吸附剂。磁性吸附剂可在外加磁场条件下实现快速分离，可有效解决吸附剂固液分离难的问题。磁性高分子微球具有高分子微球的众多特性和磁响应性能, 吸附力强，其表面可结合各种功能分子, 如酶、抗体、细胞、DNA 或RNA等, 因而在废水处理、生物分离、磁靶向给药、固定化酶、免疫分析及测定和生物化学合成等领域得到了广泛的应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种磁性高分子复合微球的制备方法，制备的磁性海藻酸钙-壳聚糖复合微球用于Cu²⁺的吸附实验，初始反应条件为：Cu²⁺初始浓度50 mg/L，Cu²⁺的去除率可达97%。制备的复合微球具有磁响应性能、吸附力强、可有效固液分离。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种磁性高分子复合微球的制备方法，包括如下制备步骤：

（1）将含Fe³⁺，Fe²⁺的化合物加入三口瓶，通N₂保护，水浴加热至50℃，在快速搅拌条件下，匀速滴加碱性水溶液到三口瓶中，调节溶液pH值大于9，快速搅拌0.5-1 h，升温至75℃，保温熟化0.5-1 h，固液分离，在25℃下用1：1的乙醇/水溶液超声处理1-2 h，洗涤，于80-100℃真空干燥；

（2）在室温下，将Fe₃O₄纳米颗粒与海藻酸钠凝胶均匀混合后，用注射器缓缓将磁性凝胶滴至CaCl₂溶液中成球，陈化12-36 h后，用去离子水洗掉凝胶球表面的Cl^－； 

（3）在室温下，将磁性高分子凝胶球加入到壳聚糖的酸溶液中，缓慢搅拌12-36 h后，将凝胶珠浸泡在戊二醛中，缓慢搅拌12-36 h，磁性分离，用去离子水和无水乙醇洗涤，在60-80℃真空干燥，得到磁性高分子复合微球，研磨成粉末备用。

所述的一种磁性高分子复合微球的制备方法，其所述Fe³⁺盐为FeCl₃, Fe(NO₃)₃, Fe₂(SO₄)₃, NH₄Fe(SO₄)₂中的一种或几种，所述Fe²⁺盐为FeCl₂, Fe(NO₃)₂, FeSO₄, (NH₄)₂Fe(SO₄)₂中的一种或几种。

所述的一种磁性高分子复合微球的制备方法，其所述Fe³⁺盐与Fe²⁺盐的摩尔比为5：（1~10）。

所述的一种磁性高分子复合微球的制备方法，其所述碱性水溶液为NH₄OH溶液、LiOH溶液、NaOH溶液、KOH溶液中的一种。

所述的一种磁性高分子复合微球的制备方法，其所述海藻酸钠凝胶浓度为1%~10%, 所述CaCl₂溶液浓度为1%~10%。

所述的一种磁性高分子复合微球的制备方法，其所述壳聚糖溶液质量百分比浓度为1%~10%，所述壳聚糖与铁质量比100：（1~1000）。