[发明专利]一种端氨基超支化聚合物接枝壳聚糖微球甲醛吸附剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种端氨基超支化聚合物接枝壳聚糖微球吸附剂(简式如图I)的制备方法，属于吸附材料制备工艺领域。本发明依托端氨基超支化聚合物中丰富的含氮基团(伯氨基、酰胺基、仲氨基)，基于壳聚糖分子结构中强反应性的氨基，通过丁二酸酐将超支化聚合物交联至壳聚糖结构中，制备具有特定结构的端氨基超支化聚合物接枝壳聚糖固相吸附材料。将该吸附材料应用于甲醛吸附。本发明通过在壳聚糖上引入大量含氮基团，增加了活性基团含量，可显著提高甲醛吸附容量。以离子液体作为超支化聚合物交联壳聚糖的反应介质，可以显著提高反应速度，提高交联比例，而且离子液体可以回收再用，绿色环保。

技术领域

本发明属于吸附材料制备工艺领域，具体涉及一种端氨基超支化聚合物接枝壳聚糖微球甲醛吸附剂的制备方法。

背景技术

甲醛是造成污染和癌症的一大元凶，已成为人类共同面临的环境问题。吸附法作为一种甲醛的处理方法，由于其具有成本低，效率高，操作简单，耗时短，并且还能够和其他的环境治理技术相互补充应用等优点，已经得到了大规模的运用。然而，对于用于不易降解的污染物的吸附剂的研究相对较少。因此，为了解决这类污染物的处理问题，研究制备新型的高效廉价的吸附材料，就成为了目前备受关注的研究方向。

壳聚糖在自然界中含量丰富，原料易得，与生物之间具有良好的相容性，并且能够降解，是一类极具发展前景的天然高分子材料。壳聚糖分子中包含有大量的-NH2和 -OH，被广泛运用于甲醛吸附中，故壳聚糖可以通过交联、接枝、酰化、醚化等化学方法实现改性制备出具有不同理化特性和用途的壳聚糖衍生物。壳聚糖分子中存在大量的氢键作用，导致壳聚糖抗润胀、溶解性差，只能溶于稀酸和特殊的含卤素的有机溶剂中，极大地限制了壳聚糖的广泛应用。离子液体(Ionic Liquid)是一类极具应用前景的绿色溶剂，应用广泛。目前，有关天然高分子，如壳聚糖、纤维素、淀粉等在离子液体中的溶解性能及溶解机理的研究很热烈。利用离子液体作为壳聚糖衍生化的绿色溶剂已引起关注。

近年来，由于超支化聚合物(hyperbranched polymer)具有低粘度、链不易缠结、良好的溶解性、含有大量活性官能团及产物分子量可控等独特的优点，受到广大研究者的重视与青睐，被视为21世纪聚合物科学发展的重要方向。目前报道的超支化聚合物包括超支化聚酯、超支化聚醚、超支化聚氨酯、超支化聚酰胺、超支化聚醚酮等，并且已有商品化的产品与工业应用。端氨基超支化聚合物含有大量的端氨基，所以通过交联剂将壳聚糖与端氨基超支化聚合物连接起来，就可以实现既增大壳聚糖的耐酸性，同时又显著增加壳聚糖吸附反应点位的目的。

本发明的目的在于提供一种端氨基超支化聚合物接枝壳聚糖微球甲醛吸附剂的制备方法。以离子液体为反应介质，将超支化聚合物接枝于壳聚糖上，增加活性基团含量，键合牢固、性质稳定，重现性好，吸附容量较大，富集倍数高，其对于环境中的甲醛吸附富集能力良好。

发明内容

1、一种端氨基超支化聚合物接枝壳聚糖微球甲醛吸附剂的制备方法，其特征在于：依托端氨基超支化聚合物中丰富的含氮基团(伯氨基、酰胺基、仲氨基)，以离子液体为反应介质，基于壳聚糖分子结构中强反应性的氨基，采用丁二酸酐将超支化聚合物交联至壳聚糖结构中，制备具有特定结构的端氨基超支化聚合物接枝壳聚糖固相吸附材料。

2、根据权利要求1所述端氨基超支化聚合物接枝壳聚糖微球甲醛吸附剂的制备方法，其特征在于：所述的端氨基超支化聚合物的制备方法见授权中国专利，专利授权号ZL201210023233.4(一种端氨基脂肪族超支化聚合物及其制备方法和应用)。

3、根据权利要求1所述端氨基超支化聚合物接枝壳聚糖微球甲醛吸附剂的制备方法，其特征在于：酸酐类化合物采用丁二酸酐，先将壳聚糖均匀溶解于离子液体中，溶解 1～3h，再滴加丁二酸酐与离子液体的混合溶液，维持温度在40～100℃，反应6～8h，得到壳聚糖丁二酸酐衍生物。