[发明专利]一种微纳米尺寸β-环糊精聚合物粉末及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种微纳米尺寸β‑环糊精聚合物粉末及其制备方法和应用。其制备方法包括：将β‑环糊精分散于丁酮溶剂中，以三苯基甲烷三异氰酸酯为交联剂，在不加催化剂或加入不同种类催化剂的条件下，加热搅拌反应2~10小时后，依次用丙酮和热水洗涤得到聚合物粉末产品，然后在60℃下干燥24小时得到微纳米尺寸β‑环糊精聚合物粉末。该聚合物粉末可作为吸附材料应用于废水中氯代苯酚的提取回收。本方法的优点在于制备工艺简单，得到的β‑环糊精聚合物粉末具有微/纳米尺寸，且对氯代苯酚的吸附效率高。

技术领域

本发明涉及废水处理技术领域，特别是涉及一种微纳米尺寸β-环糊精聚合物 粉末及其制备方法和应用。

背景技术

β-环糊精是一种由7个D-吡喃型葡萄糖单元通过α-(1,4)-糖苷键连接而成的 环状寡聚糖，目前，β-环糊精可通过酶降解淀粉工艺进行工业化制备，成本低廉。 由于其具有“外亲水，内疏水”的特殊空腔结构，β-环糊精在水溶液中能与体积 大小合适的客体物质形成主-客体包合物。优异的包结能力使β-环糊精在分离领 域得到了广泛的应用，其中一个重要的用途就是通过β-环糊精制备吸附材料。

通过交联聚合法制备β-环糊精水不溶性聚合物，既保持了β-环糊精疏水性 空腔，同时，根据交联剂的不同，又可在网状结构中引入新的吸附活性位点， 因此，交联聚合法是目前构建β-环糊精基吸附材料最常使用的方法。近年来， 国内外研究者采用环氧氯丙烷、二异氰酸酯、多元酸等为交联剂制备得到了多 种β-环糊精聚合物。其中，异氰酸酯类交联剂由于-NCO基团反应活性高、功 能性基团含量高而受到广泛关注。黄娟等人以N,N-二甲基甲酰胺为溶剂，在80 ℃条件下利用二苯基甲烷二异氰酸酯与β-环糊精进行交联反应制备吸附材料并 将其用于水污染物苯酚的去除，去除率达到80％以上。彭光怀等人以2,4-甲苯二 异氰酸酯为交联剂制备β-环糊精交联聚合物材料用于对硝基酚的吸附，取得了 一定效果。然而，目前的专利和文献所报道的异氰酸酯类β-环糊精交联聚合物 普遍存在机械强度低、吸附效率不高等缺点，且制备得到的块状聚合物产品均 须通过研磨成粉末后进行使用，限制了其应用效率。目前，鲜有报道制备具有 纳米尺寸结构的β-环糊精交联聚合物，并应用于吸附领域。所以，制备新型高效 的、且自成粉末而不需研磨的β-环糊精交联聚合物粉末吸附材料具有重要意义。

发明内容

基于此，本发明的目的是提供一种高效的、自成粉末而不需研磨的微纳米 尺寸β-环糊精聚合物粉末及其制备方法。

具体的技术方案如下：

一种微纳米尺寸β-环糊精聚合物粉末，由三苯基甲烷三异氰酸酯和β-环糊精 发生交联聚合反应制得。

所得微纳米尺寸β-环糊精聚合物粉末的结构式为：

制备方法的反应式如下：

所得微纳米尺寸β-环糊精聚合物的性状为浅紫色至深紫色的纳米至微米级 别的粉末。

上述微纳米尺寸β-环糊精聚合物粉末的制备方法，包括如下步骤：

将β-环糊精分散于丁酮溶剂中，以三苯基甲烷三异氰酸酯为交联剂，加热 搅拌反应2～10小时后，依次用丙酮和热水洗涤得到聚合物粉末产品，然后在60 ℃下干燥得到微纳米尺寸β-环糊精聚合物粉末。反应结束后，采用丙酮和60℃ 热水洗涤固体产物的目的主要是除去未反应的β-环糊精、催化剂及其他杂质。

作为优选的，在上述的制备方法中，所述反应还可以添加催化剂，所述催 化剂为二月桂酸二丁基锡、N-甲基吗啉、4-二甲氨基吡啶、三乙烯二胺或异辛酸 锡；其中催化剂用量为三苯基甲烷三异氰酸酯的质量用量的1～5％。

作为优选的，在上述的制备方法中，所述三苯基甲烷三异氰酸酯为三苯基 甲烷三异氰酸酯的乙酸乙酯溶液，其质量分数为27％。