[发明专利]胺化交联型MA/AA接枝黄原酸酯化木薯淀粉磁性印迹微球的制备及对铅离子吸附

说明书

本发明公开了一种胺化交联型MA/AA接枝黄原酸酯化木薯淀粉磁性印迹微球的制备及对铅离子吸附。首先合成胺化交联型丙烯酸甲酯/丙烯酸接枝黄原酸酯化木薯淀粉，在反乳相溶液中用该复合变性淀粉衍生物将四氧化三铁包裹到变性淀粉内部来合成胺化交联型AA/MA接枝黄原酸酯化木薯淀粉磁性微球；采用Pb²⁺为印记离子，环氧氯丙烷为交联剂在碱性条件下反应，再用浓度为0.1mol/L的EDTA溶液振荡解吸制备得胺化交联型MA/AA接枝黄原酸酯化木薯淀粉磁性印迹微球。该微球吸附容量达12.68mg/g，Pb²⁺去除率可达91.50%。本发明所得产物具有识别性、特异选择性、预定性等，能用于金属离子吸附、分离和富集。

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，特别是一种胺化交联型MA/AA接枝黄原酸酯化木薯淀粉磁性印迹微球的制备方法及对Pb²⁺吸附。

背景技术

随着社会、工业、经济的发展，重金属离子对环境的污染日益严重，解决生态环境问题已经成为近年来研究的焦点。目前重金属离子吸附剂普遍存在不可降解、不可再生、对重金属离子选择性弱等缺陷，如何克服这种缺陷成为亟待解决的问题。研究发现，淀粉复合变性衍生物是一种对重金属离子吸附能力强、可再生、可降解的聚合物，但仍存在对重金属离子选择性吸附不够理想的问题。

国内外研究表明离子印迹是具有固定空穴、特定集团排列的刚性聚合物，且本身具有识别性、特异选择性、预定性等，越来越多的研究将其用于金属离子吸附、分离、富集等方面。以复合变性淀粉分子为载体，通过吸附或包埋四氧化三铁等磁性离子，形成一类具有优良性能的高分子淀粉衍生物微球能够显著增大对重金属离子的吸附能力。采用悬浮聚合法，以Pb²⁺为模板离子，甲基丙烯酸和乙烯基吡啶为双功能单体得到的Pb²⁺印记聚合物在静态吸附实验中表现出较高的选择性和抗干扰能力。因此，若在合成的木薯淀粉复合变性衍生物微球的基础上，在以Pb²⁺为模板离子制备出Pb²⁺印记聚合物将进一步提高木薯淀粉对重金属离子的选择吸附性。

本发明首先在合成胺化交联型丙烯酸甲酯(MA)/丙烯酸(AA)接枝黄原酸酯化木薯淀粉的基础上，在反乳相溶液中用该复合变性淀粉衍生物将四氧化三铁包裹到变性淀粉内部来合成胺化交联型AA/MA接枝黄原酸酯化木薯淀粉磁性微球；采用Pb²⁺为印记离子，环氧氯丙烷为交联剂在碱性条件下反应，然后再用浓度为0.1mol/L的EDTA溶液振荡解吸制备出最终产物胺化交联型MA/AA接枝黄原酸酯化木薯淀粉磁性印迹微球。

发明内容

本发明的目的是为了提高对Pb²⁺的吸附性，提供一种胺化交联型MA/AA接枝黄原酸酯化木薯淀粉磁性印迹微球的制备方法。

具体步骤为：

(1)将木薯淀粉置于60℃真空恒温干燥箱中干燥24小时至恒重，得干基木薯淀粉。

(2)取3.0g～6.0g步骤(1)所得干基木薯淀粉于250mL四口烧瓶中，并向其中加入20～30mL的蒸馏水，在30～40℃的条件下搅拌配制成质量分数为30％的木薯淀粉乳液。

(3)搅拌下向步骤(2)所得木薯淀粉乳液中缓慢加入质量分数为10％的氢氧化钠溶液，调节淀粉乳液pH至10～12，并在该条件下活化20～30分钟后加入2.0～3.0mL化学纯二硫化碳，继续反应3～4小时。

(4)向步骤(3)所得反应体系中加入10～20mL质量分数为5％的硫酸镁溶液，继续搅拌10～15分钟。

(5)抽滤步骤(4)所得物料，并分别用15～25mL的质量分数为50％乙醇-水溶液洗涤3次后送至45℃的真空恒温干燥箱中干燥24小时至恒重，即得黄原酸酯化木薯淀粉。