[发明专利]一种酰胺酸功能化壳聚糖吸附材料及其制备方法和用途

权利要求书

1.一种酰胺酸功能化壳聚糖吸附材料，其特征在于，壳聚糖分子中氨基上的氢被如下基团取代的化合物：

其中，M可以选自无取代或任选被一个或多个R^a取代的下列基团：烷基、环烷基、杂环基、芳基、杂芳基、(CH₂-O-CH₂)_m或(CH₂-S-CH₂)_m，其中m为1至16的整数；每一个R^a彼此独立地选自卤素、羟基、巯基、硝基、烷基、环烷基、杂环基、芳基、杂芳基；

优选地，M为C_2-4烷基、(CH₂-O-CH₂)_m或(CH₂-S-CH₂)_m，其中，m为1、2或3，进一步优选地，M为CH₂-O-CH₂。

2.如权利要求1所述酰胺酸功能化壳聚糖吸附材料，其特征在于，所述壳聚糖可以为微球、气凝胶、纤维或薄膜等形态。

3.如权利要求1或2所述酰胺酸功能化壳聚糖吸附材料，其特征在于，当所述壳聚糖为微球形态时，所述壳聚糖吸附材料也为微球形态，其平均粒径为≤100nm，进一步优选为30～60nm，例如可以为40～50nm。

4.一种权利要求1-3任一项所述酰胺酸功能化壳聚糖吸附材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：将壳聚糖与酸酐在有机溶剂中发生开环反应，得到所述酰胺酸功能化壳聚糖吸附材料；

所述酸酐可以为如下式(I)所示的化合物：

其中，式(I)所示的酸酐中，M具有权利要求1或2中同样的定义。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述酸酐可以为二甘醇酸酐。

优选地，所述制备方法中，壳聚糖与酸酐在有机溶剂中反应，对于所述有机溶剂没有特别限定，只要其对反应条件呈惰性即可。例如可以选自醇类溶剂(甲醇、乙醇、丙醇)、醚类溶剂(乙醚、四氢呋喃)、芳烃类溶剂(苯、二甲苯、甲苯)、卤代烃类溶剂(二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳)、腈类溶剂(乙腈)、酰胺类溶剂(N,N-二甲基甲酰胺)等中的一种或多种。例如可以为N,N-二甲基甲酰胺。

优选地，所述制备方法中，所述酸酐与所述壳聚糖的摩尔比大于等于1:1，优选为1.5:1。

优选地，所述制备方法中，所述壳聚糖与酸酐反应的温度由所用溶剂的性质决定，可以为25℃以上，进一步优选为30～60℃，例如可以为40℃。

6.权利要求1-3任一项所述酰胺酸功能化壳聚糖吸附材料的用途，其特征在于，可用于废液中重金属离子的去除，优选为铅离子的去除，例如离子型稀土矿原地浸矿废液，铅蓄电池工业的废液，电镀工业废水等废液中铅离子的去除。

7.一种权利要求1-3任一项所述酰胺酸功能化壳聚糖吸附材料的用于废液中重金属离子去除的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

i)将所述酰胺酸功能化壳聚糖吸附材料加入到含重金属的废液中，搅拌，固液分离，得到去除了重金属的液相。

优选地，所述方法还包括以下步骤：

ii)将步骤i)固液分离后的固体与酸液混合，搅拌后重金属离子可从酰胺酸功能化吸附材料表面脱附下来，脱附了重金属的吸附材料可循环用于步骤i)中。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤i)中，酰胺酸功能化壳聚糖吸附材料的用量可以为2.5mg/mL～10mg/mL，优选为3mg/mL～8mg/mL。

优选地，步骤i)中，所述搅拌的时间可以为3小时以上，进一步优选为3.5～5小时。

优选地，步骤i)中，所述固液分离的方法可以为过滤、离心等或其相结合的方法。