[发明专利]一种基于改性天然高分子的复合膜及其应用

说明书

本发明公开了一种基于改性天然高分子的复合膜，是由以下方法制得的：将0.2‑0.4g的聚γ谷氨酸粉末溶于2‑4ml蒸馏水，其与0.6‑1g壳聚糖粉末搅拌混合均匀，20‑30℃、pH为5‑6条件下加入乙酸溶液，交联1‑3min后，倒入培养皿中，玻璃棒轻轻搅匀，50‑70℃烘干成膜制得。本发明制备的复合膜无毒，浸泡在液体中可保持悬浮状态，加大了与重金属离子的接触面，能够高效去除重金属离子污染物。本发明的复合膜可以重复循环利用多次，通过脱附达到重金属离子回收以及复合膜重复利用目的，脱附完毕后，复合膜又可恢复为原样，可以再次使用。

技术领域

本发明涉及一种基于改性天然高分子的复合膜及其应用，尤其涉及一种既可以高效去除重金属离子离子污染物，还可重复循环利用的复合膜。

背景技术

随着经济的高度发展，水资源短缺及污染问题日益严重，特别是由于工业污水排放以及固体废物不合理处理等原因导致重金属离子通过各种途径进入水循环中。重金属对人类及动物危害甚大，进入水循环中的重金属具有超高稳定性、难分解性，并且易于在生物体内富集。因此，寻求高效、简便、无二次污染的绿色去除重金属离子的方法迫在眉睫。

传统去除重金属离子的方法是化学沉淀法，但不同重金属离子需要不同条件、回收率不高以及引入新有毒物质造成二次污染等问题，限制了化学沉淀法的广泛使用。近些年天然高分子絮凝剂因其具有无污染、可生物降解性、去除率高等优势被高度重视，但存在无法循环利用、去除条件苛刻等缺点使其需进一步研究。至今，天然高分子制备成可循环使用的复合膜处理污水的研究还未报道。

聚γ谷氨酸是α-氨基和γ-羧基形成γ-酰胺键结合形成的阴离子聚合物，其具有可食用、无毒、可降解、生物相容性等特点，其含有的大量游离羧基使其易与重金属离子结合从而达到去除重金属离子的目的，但是单独使用聚γ谷氨酸出现无法重复利用，造成浪费等问题。本发明通过壳聚糖与聚γ谷氨酸交联成可重复利用的吸附膜，并且由于阳离子聚合物壳聚糖的加入大大提高了吸附重金属离子能力。聚γ谷氨酸/壳聚糖吸附膜具有制备方法简单，使用方便，去除重金属离子高，可重复循环利用等优点，可广泛应用于工业及生活污水处理以达到国家排放要求。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种制备简单、使用方便、绿色无毒可重复利用的基于改性天然高分子的复合膜及其应用。

本发明采用的技术方案如下：

一种基于改性天然高分子的复合膜，是由以下方法制得的：将0.2-0.4g的聚γ谷氨酸粉末溶于2-4ml蒸馏水，其与0.6-1g壳聚糖粉末搅拌混合均匀，20-30℃、pH为5-6条件下加入乙酸溶液，交联1-3min后，倒入培养皿中，玻璃棒轻轻搅匀，50-70℃烘干成膜，即制备出基于改性天然高分子的复合膜。

所述的，聚γ谷氨酸粉末为微生物发酵所得，分子量为1000KDa，壳聚糖脱乙酰度为90%。

所述的，聚γ谷氨酸粉末是由地衣芽孢杆菌（bacilluslicheniformis）发酵提取得到的，包括以下步骤：

（1）配置固体培养基，取实验室保存的地衣芽胞杆菌，37℃条件下培养12h，挑取单菌落，接种于固体培养基中37℃条件下培养24h，得活化菌种；

所述固体培养基成分（g/L）：蛋白胨10、酵母浸粉5、NaCl 10、琼脂2%。pH 7.0，121℃高压蒸汽灭菌20min；

（2）配置液体培养基，将活化菌种接种于液体培养基中，37℃、150rpm 摇床培养12h，得种子液；

所述液体培养基成分（g/L）：蛋白胨10、酵母浸粉5。pH 7.0，121℃高压蒸汽灭菌20min；

（3）制备发酵培养基：将优化培养基各成分加到基础发酵培养基中，定容，调pH为7，得发酵培养基；