[发明专利]褐藻多糖、褐藻寡糖及其衍生物在制备吸附大气污染物的吸附剂中的应用

说明书

技术领域

本发明涉及褐藻多糖及其衍生物的一种新用途，特别是涉及褐藻多糖、褐藻寡糖及其衍生物在制备吸附大气污染物的吸附剂中的应用。

背景技术

在干洁的大气中，恒量气体的组成是微不足道的。但是在一定范围的大气中，出现了原来没有的微量物质，其数量和持续时间，都有可能对人、动物、植物及物品、材料产生不利影响和危害。大气中污染物或由它转化成的二次污染物的浓度达到了有害程度的现象，称为大气污染。

根据大气污染物的存在状态，可将其分为气溶胶态污染物和气态污染物。

气溶胶态污染物一般包括粉尘(粒径在1-200μm)、飞灰、烟(粒径范围0.01～1μm)、黑烟(粒径范围0.05～1μm)、雾(粒径在200μm以下)和TSP(总悬浮颗粒物，指大气中粒径小于100μm的所有固体颗粒)。气态污染物包括含硫化合物、碳的氧化物、含氮化合物、碳氢化合物和卤素化合物。

当前备受关注的PM_2.5，就是指的环境空气中空气动力学当量直径小于等于2.5μm的颗粒物，也称细颗粒物。虽然PM_2.5只是地球大气成分中含量很少的组分，但它对空气质量和能见度等有重要的影响。与较粗的大气颗粒物相比，PM_2.5粒径小，可直接入肺，富含大量的有毒、有害物质(其表面可吸附重金属、二次污染物等)，且在大气中的停留时间长、输送距离远，因而对人体健康和大气环境质量的影响更大。2012年联合国环境规划署公布的《全球环境展望5》指出，每年有近200万的过早死亡病例与颗粒物污染有关；北卡罗来纳大学环境科学院与国家环境保护局研究人员韦斯特等发表在《环境研究通讯》杂志(Environmental Research Letters)上的研究报告称：每年全球因空气污染而死亡的人数约为210万，死亡原因主要是大气中PM_2.5等悬浮颗粒物浓度上升，对人体肺部造成损害。

占地球70％面积的海洋中蕴含着丰富的资源，其中不乏众多藻类、菌类等植物资源，也不乏众多的动物资源。从海洋生物体中提取出来的物质远离大陆污染，且有着独特的结构与功能，如海洋多糖类化合物在近年来成为人们研究的热点内容，并从中开发出预防及治疗疾病的海洋药物，如藻酸双酯钠(PSS)等。在大气污染日益严重的今天，海洋多糖化合物或许能够给人类带来福音。

褐藻多糖主要来自海带、巨藻、泡叶藻、墨角藻等海藻，主要包括褐藻胶、褐藻糖胶和褐藻淀粉，其中以褐藻胶的应用最为广泛。褐藻多糖通过酶法、化学法等降解得到褐藻寡糖，通过化学合成反应可以得到多种衍生物。褐藻多糖及其寡糖及其衍生物都具有良好的成膜性；且其水溶液具有一定的粘度，能够粘附空气中的颗粒物；其结构中羧基使得整个糖链分子带电负性，具备吸附离子的能力；此外，若通过化学反应向糖结构中引入增强其电负性的基团，或者增加溶解度，如藻酸双酯钠(PSS)，应该能取得更好的吸附离子的效果。褐藻胶是目前应用十分广泛的一类褐藻多糖，自海带、马尾藻、巨藻等褐藻中提取而得，是水溶性褐藻酸钠、钾等碱金属盐和水不溶性褐藻酸与二价金属离子相结合的褐藻酸盐类的统称。

发明内容

本发明提供了褐藻多糖、褐藻寡糖及其衍生物在制备吸附大气污染物的吸附剂中的应用。本发明针对PM_2.5整体带正电荷的性质及其表面附着的无机盐、尘埃的特点，利用褐藻多糖及其寡糖及其衍生物吸附大气污染物，特别是用于吸附PM_2.5。

为实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

褐藻多糖、褐藻寡糖及其衍生物在制备吸附大气污染物的吸附剂中的应用。

其中，所述褐藻多糖聚合度>30；所述褐藻寡糖聚合度为2～30；褐藻多糖和褐藻寡糖的分子骨架为:β-D-(1,4)-连接的聚甘露糖醛酸PM、α-L-(l,4)-连接的聚古罗糖醛酸PG或聚甘露糖醛酸PM与聚古罗糖醛酸PG交替共聚的PMG。

对上述技术方案的进一步改进：将所述褐藻多糖、褐藻寡糖及其衍生物制成其质量体积浓度为0.1μg/mL～2000mg/mL的水溶液或甘油溶液。

对上述技术方案的进一步改进：所述吸附剂中还含有增稠剂、表面活性剂、乳化剂或香味剂中的一种或几种。