[发明专利]一种海藻酸钠/壳聚糖复合制备铜离子选择性吸附剂的方法

说明书

本发明公开了一种海藻酸钠/壳聚糖复合制备铜离子选择性吸附剂的方法，首先制备海藻酸铜小球，然后将其与壳聚糖复合，再对海藻酸铜/壳聚糖复合小球进行醛类预交联和环氧氯丙烷交联，最后用盐酸洗脱铜离子即得。本发明以铜离子作为海藻酸钠的固化剂和离子印迹的模板，全程不添加钙离子，保障了铜离子印迹位点的构建，并采用不同的交联剂对复合小球进行分步交联，优化交联结构，增强印迹位点对铜离子的识别性，提高了吸附剂对铜离子的选择性。本发明原料来源广泛，制备过程简单，生产成本较低；本发明方法制备的吸附剂对铜离子的吸附量高、选择性好，可重复再生利用，而且环境友好，具有广阔的发展应用前景。

技术领域

本发明属于功能材料领域，涉及环境重金属污染防治技术，更具体涉及一种海藻酸钠/壳聚糖复合制备铜离子选择性吸附剂的方法。

背景技术

铜是生物体所必需的微量金属元素之一，在生物体的生长与发育过程中起着重要的作用。但是，随着金属资源的开采、冶炼、加工及应用日益增多，铜等重金属不断进入水和土壤，严重影响了动植物的生长、发育和繁衍，而且环境中的铜通过生物链的逐层传递最终将进入人体，铜等重金属很难通过新陈代谢排出体外，在体内的累积严重威胁人类特别是儿童的身体健康。因此，监测、控制和消除环境中的铜离子等重金属污染受到全世界的高度关注，制备铜离子选择性吸附材料具有重要的现实意义。

离子印迹技术是当前制备高选择性材料的主要方法之一，离子印迹聚合物由于对印迹离子的立体结构具有“记忆”功能，因而表现出特异的识别性能。海藻酸钠和壳聚糖都是可再生的天然高分子，它们可通过氢键、螯合、离子键、离子交换等多种作用吸附重金属离子，利用海藻酸钠和壳聚糖复合制备的铜离子印迹聚合物具有吸附能力强、不会造成二次污染的优势。但是，海藻酸钠/壳聚糖在复合过程中一般需要用钙离子对海藻酸钠进行交联固化，钙离子作为杂离子占用了有效吸附位点，阻碍了铜离子印迹位点的构建，导致产品对铜离子吸附的选择性不高。

发明内容

本发明的目的在于针对上述问题，提供一种海藻酸钠/壳聚糖复合制备铜离子选择性吸附剂的方法。本发明采用铜离子对海藻酸钠进行交联固化成球，破除了海藻酸钠要用钙离子交联固化的固定思维，全程不添加钙离子，保障了铜离子印迹位点的构建；同时，本发明采用不同的交联剂对海藻酸钠/壳聚糖复合后的小球进行分步交联，优化交联结构，增强印迹位点对铜离子的识别性。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种海藻酸钠/壳聚糖复合制备铜离子选择性吸附剂的方法，包括以下步骤：

(1)海藻酸铜小球的制备

取0.6-0.9重量份海藻酸钠溶于水中制得60重量份海藻酸钠溶液；取0.9-1.8重量份氯化铜溶于水中制得60重量份氯化铜溶液，将海藻酸钠溶液滴入氯化铜溶液中交联固化成球，反应1.5-2.5h后过滤、水洗，得到海藻酸铜小球；

(2)海藻酸铜/壳聚糖复合小球的制备

取0.4-0.8重量份壳聚糖和0.02-0.11重量份氯化铜粉末加入到39.5重量份的乙酸溶液中搅拌溶解得到溶液，将步骤(1)制得的海藻酸铜小球转移到该溶液中，复合20-28h后过滤、水洗，得到海藻酸铜/壳聚糖复合小球；

(3)海藻酸铜/壳聚糖复合小球的预交联

将步骤(2)制得的海藻酸铜/壳聚糖复合小球转移至蒸馏水中，加入醛类交联剂，30-60℃下交联0.5-5h，过滤、洗涤；

(4)海藻酸铜/壳聚糖复合小球的交联

将步骤(3)制得的小球放入含有环氧氯丙烷的碱性水溶液中，30-60℃下交联0.5-5h，过滤、洗涤，得到交联复合小球；

(5)交联复合小球中铜离子的洗脱