[发明专利]一种印迹壳聚糖吸附剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于吸收剂材料技术领域，特别是涉及一种新型印迹壳聚糖吸附剂的制备方法。

背景技术

壳聚糖是甲壳素的脱乙酰基产物，其分子上具有活泼氨基和羟基，能够螯合一定半径的金属离子，所以可作为金属离子吸附剂使用。目前在废水处理、医药食品、纺织、造纸和水净化等方面具有广泛的应用，是新型环保材料。

     对壳聚糖的改性方法包括很多，如酰化改性，Shiff碱反应，交联改性，烷基化改性，酯化改性，印迹改性，接枝改性等等。就目前的研究进展而言，对于壳聚糖的改性主要集中在采用一种方法对壳聚糖进行化学改性，不能集中多种改性方法的优势，以获得性能更佳的壳聚糖衍生物。这使得经化学改性后的壳聚糖衍生物性能仍比较单一。

    印迹法近年来获得了广泛的研究和应用。但是，通过接枝的方法先增加吸附基团，形成更多印迹结构，再进行交联的研究鲜有报道。刘炳杰等利用二硫代氨基甲酸盐对壳聚糖进行接枝改性，然后采用Pb²⁺为印迹离子，合成了一种新型的印迹吸附剂，对Pb²⁺具有较好的吸附效果。但是二硫代氨基甲酸盐引进的吸附基团还是比较少。同时该方法也未进行交联，使形成的记忆空穴结构不稳定，也易导致壳聚糖分子在酸性条件下流失。

发明内容

本发明为了克服现有技术存在的缺陷，本发明的目的是提供一种吸附剂印迹结构较多，吸附量较大的新型印迹壳聚糖吸附剂的制备方法。

本发明所采用的技术解决方案是一种新型印迹壳聚糖吸附剂的制备方法，其方法步骤如下：

步骤1：将甲醛加入壳聚糖溶液中进行反应；

步骤2：步骤1制得的溶液与2~15ml环氧氯丙烷混合加入微波反应器进行微波加热，在40~80℃条件下搅拌反应10~60min，随后加入2~10ml二乙烯三胺在40~80℃温度下搅拌反应10~60min，最后加入5~30ml三乙胺进行接枝反应，在40~80℃温度下搅拌反应10~60min；得到的合成产品用蒸馏水，乙醇，丙酮反复清洗抽滤，去除掉附着的有机物；

步骤3：将0.1~0.5mol/L的硫酸溶液加入经步骤2得到的壳聚糖衍生物，在40~80℃温度下，恒温振荡5~10h，然后用蒸馏水反复洗涤至中性；

步骤4：将从步骤3得到壳聚糖衍生物加入0.5~2mol/L的金属离子溶液中，在微波反应器中，设置温度40~60℃，搅拌反应30~60min；

步骤5：将L-胱氨酸加入质量分数为2%的盐酸溶液中超声溶解30~90min，之后加入步骤4得到的壳聚糖衍生物，在微波反应器中，设置温度40~80℃，搅拌反应30~90min；

步骤6：将步骤5得到壳聚糖衍生物加入0.1~1mol/L的硫酸溶液中，在40~80℃恒温振荡下反应8~24h；然后将洗脱金属离子后的壳聚糖衍生物用蒸馏水反复洗涤至中性，在50℃真空干燥器中烘干，烘干后的产品研磨后放入干燥器中储存备用；

所述的步骤1中取将壳聚糖在质量分数为0.2~2%的乙酸溶液中溶解，将3~30ml浓度为50%甲醛加入乙酸溶解的壳聚糖溶液，在40~80℃条件下搅拌反应20 ~ 60 min。 甲醛的浓度为质量分数浓度。

步骤4中的金属离子溶液的金属离子为Cu²⁺或Ag⁺或Au³⁺溶液。

与现有技术相比，本发明所具有的有益效果为：首先采用西弗碱反应，保护了大量氨基，以使其在吸附过程中发挥作用。采用二乙烯三胺进行接枝，大大增加了吸附剂的活性基团。进行季胺化，进一步增强了吸附剂的吸附能力。在得到大量吸附基团之后，进行印迹，获得了更多的印迹结构。然后采用自身带有吸附基团的L-胱氨酸进行交联，使形成的印迹结构更加稳定，酸洗后会形成结构稳定的记忆空穴。吸附剂对Cu²⁺，Ag⁺，Au³⁺离子具有很强的吸附选择性，并有很高的吸附容量，在298K温度下分别可达3.76mmol/g，4.08mmol/g，4.11mmol/g，耐酸碱，不流失，循环使用10次以上，吸附性能没有明显下降。

具体实施方式

实施例1：

一种新型印迹壳聚糖吸附剂的制备方法，其方法步骤如下：

步骤1：取5g将壳聚糖在质量分数为1%的乙酸溶液中溶解，将20ml浓度为50%甲醛加入乙酸溶解的壳聚糖溶液，在80℃条件下搅拌反应50 min。发生西弗碱反应。