[发明专利]聚苯乙烯基磁性壳聚糖核壳复合材料及制备方法

说明书

本发明公开一种聚苯乙烯基磁性壳聚糖核壳复合材料的制备方法。该方法包括如下步骤：1)将聚苯乙烯小球制备成磁性壳聚糖小球；2)将磁性壳聚糖微球加入聚苯乙烯乳液中反应1.5～3h，加入50％的戊二醛交联剂反应0.5～1h；本发明的制备方法具有操作简单，成本低等优点。本发明所制备的聚苯乙烯基薄膜壳聚糖除铜复合材料具有以下优点：1、内核为聚苯乙烯PS微球，这使复合材料的强度有很大提高；2、表面负载的磁性壳聚糖分布均匀，这为其高效吸附去除废水中的重金属奠定了均匀基础，使得材料具有高吸附容量和较好的稳定性及易分离性。

技术领域

本发明涉及一种吸附环境介质中污染物的高性能环境功能复合材料，尤其涉及一种聚苯乙烯为核、磁性壳聚糖为壳的核壳复合材料。

背景技术

壳聚糖作为一种天然的吸附材料，具有价格低廉、蕴藏量大的优点，是极具有前景的吸附材料。为更加充分地利用其表面的活性位点，增大吸附容量，先前的很多研究都对壳聚糖进行了改性，比如天然的壳聚糖骨架上嫁接特殊的官能团、铅离子印迹的壳聚糖树脂、中空壳聚糖微球等改性方式都在一定程度上提高了壳聚糖的吸附容量，但吸附速率均较慢。如何在保持材料快速吸附的同时又能最大化地利用壳聚糖表面的活性吸附位点成为了研究领域的一个难题，把壳聚糖做成薄膜可增大活性位点利用率，但单纯的壳聚糖实际应用受限，易分离性也是吸附剂性能评价的重要因素，常规的纳米材料在水中虽然分散性好但其不易分离，通过在材料表面负载磁性颗粒可大大提高其分离性能，因此开发一种将磁性壳聚糖小球负载到PS微球的表面的核壳复合材料尤其关键。

发明内容

为克服上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种聚苯乙烯基磁性壳聚糖核壳复合材料及制备方法，该材料在保持材料快速吸附的同时又能最大化地利用壳聚糖表面的活性吸附位点，吸附后在磁力作用下可从水中快速分离，达到高效去除水中重金属的目的。

为解决上述技术问题，本发明聚苯乙烯基磁性壳聚糖核壳复合材料的制备方法，该方法包括如下步骤：

为达到上述目的，本发明聚苯乙烯基磁性壳聚糖核壳复合材料的制备方法，该方法包括如下步骤：

1)将聚苯乙烯小球制备成磁性壳聚糖小球；

2)将磁性壳聚糖微球加入聚苯乙烯乳液中反应1.5～3h，加入50％的戊二醛交联剂反应 0.5～1h；

较佳的，如权利要求1所述的聚苯乙烯基磁性壳聚糖核壳复合材料的制备方法，其特征在于，所述的聚苯乙烯小球是按下述方法制备的：在密封容器中，以水为反应溶剂，将苯乙烯单体和过硫酸钾混合，在惰性气体保护、65-85℃、搅拌条件下反应12-30小时后，干燥得到聚苯乙烯小球。

较佳的，所述的制备成磁性壳聚糖小球的方法具体为：

(1)将三价铁盐和乙二醇混合搅拌，形成澄清溶液A；

(2)将壳聚糖和草酸钠加入乙二醇中，混合搅拌，形成澄清溶液B；

(3)将步骤(1)所得溶液A在搅拌状态下通入氮气鼓泡0.5-2小时后，将步骤(2)所得溶液 B加入溶液A中，将混合溶液加热至160-200℃，搅拌条件下持续反应12-48小时；

(4)停止搅拌和加热，收集沉淀物进行洗涤并干燥即得磁性壳聚糖小球。

较佳的，所述的步骤2)具体为：

在恒温303K、220～320rmp磁力搅拌条件下，向PS乳液其中逐滴滴加磁性壳聚糖微球反应1.5～3h；然后向其中加入50％的戊二醛作为交联剂继续反应0.5h，将所得悬浮磁性微球在转速为8000～12000rpm的离心机中离心5～10min，离心后用去离子水冲洗数次，即得产品PS-CS-Fe3O4。

为达到上述目的，本发明的上述任意一项制备方法得到的聚苯乙烯基磁性壳聚糖核壳复合材料。