[发明专利]一种辐照改性壳聚糖接枝甲基丙烯酸甲酯重金属吸附剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种辐照改性壳聚糖接枝甲基丙烯酸甲酯重金属吸附剂及其制备方法，包括取原料；配制成壳聚糖、甲基丙烯酸甲酯和醋酸的悬浊液；向装有悬浊液的锥形瓶中充入氮气，并封口；在常温、辐照源下辐照1～6kGy，室温放置1.5‑2.5h；离心；将上清液弃去，洗涤沉淀；将沉淀烘干，低温粉碎，过100目筛，纯化提取，烘干，低温粉碎，过20～100目筛，即得到辐照改性壳聚糖接枝甲基丙烯酸甲酯重金属吸附剂。本发明壳聚糖改性材料的生产过程简单高效，获得的壳聚糖改性材料既保持了绿色环保和可生物降解特性，又具有良好的热力学性能，对水溶液体系中的Cd和As的最大吸附量可达106.4mg/g和169.5mg/g，应用空间广阔。

技术领域

本发明属于化工、卫生、农林技术领域，涉及重金属吸附材料的制备，具体涉及一种辐照改性壳聚糖接枝甲基丙烯酸甲酯重金属吸附剂(CTS-g-MMA)及其制备方法。

背景技术

壳聚糖(CTS)是天然多糖甲壳素脱乙酰基的产物，具有生物降解性、细胞亲和性与生物效应等许多独特的性质。作为自然界唯一的碱性多糖，壳聚糖分子中含有大量的氨基(-NH2)和羟基(-OH)，对金属离子有较好地吸附和配位能力，常常被作为一种新型功能生物材料广泛应用在废水处理、食品工业和医药等方面。由于壳聚糖溶于稀酸，不利于其在酸性环境中使用，为了能偏酸的pH范围内使用，就需要对壳聚糖进行改性。

丙烯酸树脂是指丙烯酸脂或甲基丙烯酸酯类的均聚物及其他烯类或其他长链大分子的共聚物。丙烯酸树脂因其主链为碳-碳链且具有不含活性官能团，具有很好的耐酸和耐碱性。

现有的壳聚糖接枝甲基丙烯酸甲酯的合成方法是基于化学引发剂引起的接枝聚合反应，以含重金属的试剂为引发剂，大量的有机溶剂需回收处理且混合反应温度等各方面条件难以控制，另外还存在材料中的重金属残留问题。辐照法以非接触型射线为引发剂、水溶液聚合法，避免设备投资大，溶剂回收困难和化学残留的问题。因此辐照法相比化学法更加有利于材料的工厂化和绿色环保。

发明内容

有鉴于此，本发明的实施例提供了一种能解决化学法存在的问题，适合企业实际生产需要的辐照改性壳聚糖接枝甲基丙烯酸酯重金属吸附剂及其制备方法。

本发明的实施例提供一种辐照改性壳聚糖接枝甲基丙烯酸甲酯重金属吸附剂，由以下质量比的原料制成：壳聚糖0.5～2.5，甲基丙烯酸甲酯1.89～5.67，醋酸1.05～5.25。

一种辐照改性壳聚糖接枝甲基丙烯酸甲酯重金属吸附剂的制备方法，包括以下步骤：

S1.取原料壳聚糖、甲基丙烯酸甲酯和醋酸；

S2.配制醋酸溶液，先将壳聚糖加入到醋酸溶液中，再加入甲基丙烯酸甲酯，混匀，得到含有壳聚糖，甲基丙烯酸甲酯和醋酸的悬浊液；

S3.向装有步骤S2悬浊液的锥形瓶中充入氮气，并封口；

S4.在常温、辐照源下辐照1～6kGy，室温放置1.5-2.5h；

S5.分装到离心管中，配平，在4℃离心，得到沉淀和上清液；

S6.将上清液弃去，用5％的NaCl洗涤沉淀；

S7.将沉淀烘干，低温粉碎，过100目筛，得到粉末；

S8.将粉末用索氏提取的方法进行纯化提取，得到纯化产物；

S9.将纯化产物烘干，低温粉碎，过20～100目筛，即得到辐照改性壳聚糖接枝甲基丙烯酸甲酯重金属吸附剂。

进一步，所述步骤S1中，壳聚糖：甲基丙烯酸甲酯：醋酸的质量比为0.5～2.5:1.89～5.67：1.05～5.25。

进一步，所述步骤S5中，离心速率为6000r/min，离心时间为30min。