[发明专利]一种基于多糖的温敏性离子印迹吸附材料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种基于多糖的温敏性离子印迹吸附材料及其制备方法和应用，该温敏性离子印迹吸附材料的制备方法包括以下步骤：1)配制含多糖、N‑异丙基丙烯酰胺、金属离子模板剂、引发剂和交联剂的反应混合物；2)进行阶段式升温反应，得到含有金属离子的产物；3)脱除金属离子。本发明的基于多糖的温敏性离子印迹吸附材料具有吸附选择性高、脱附容易、可循环利用、原料来源广、制备工艺简单等优点，只需要进行简单的温度调节便能够实现溶液中金属离子的富集回收，可以用于重金属污染废水的处理，分离回收其中的重金属离子，也可用于金属离子萃取，对贵重金属离子进行分离回收。

技术领域

本发明涉及一种基于多糖的温敏性离子印迹吸附材料及其制备方法和应用，属于功能材料技术领域。

背景技术

近年来，随着人类社会高速发展，水体污染问题越来越严重，而重金属是危害最大的水体污染物之一。重金属污染主要来源于化学工业、电镀、有色金属冶炼、电子业、核工业等的废水排放。重金属离子的危害很大，人体如果摄入了重金属污染的食物和水，会出现腹绞痛、肝炎、高血压、周围神经炎、中毒性脑炎、贫血等疾病。然而，现有技术处理含重金属离子废水普遍存在难度大、效率低、成本高等问题，亟需研究开发高效经济的重金属污染废水处理技术。

智能响应材料是一类在外界环境刺激下结构或/和性质会发生可逆转变的新型材料，例如：温敏性材料。温敏性材料随温度变化可以进行可逆性溶胶-凝胶转换，在温度降低时呈现溶胶状态，当温度较高时形成水凝胶，常被用于吸附负载药物，制备缓控释药物。

分子印迹技术是指将模板分子(印迹分子)与聚合物单体接触形成多重作用点，再进行聚合反应，再除去模板分子，制备具有特异性识别和选择性吸附作用的聚合物，即分子印迹聚合物。分子印迹聚合物具有与模板分子空间构型相匹配的多重作用点，可以选择性识别模板分子及其类似物。

离子印迹技术(IIP)是分子印迹技术的一个重要分支，1976年首次被Nishide提出，IIP主要以金属阳离子为模板剂制备印迹聚合物。目前，通过IIP已经制备出多类金属离子(如：Hg²⁺、Cd²⁺、Ag⁺、Pb²⁺、Ni²⁺、Cu²⁺、Li⁺、Ca²⁺、Tl³⁺、U⁶⁺等)印迹材料。

多糖因含有大量的-OH、-NH₂、-COOH等官能团，不仅可以直接络合金属离子实现金属离子吸附，而且可以通过改性引入特殊结构或新的功能基团，提高吸附容量和选择性。近年来，采用多糖制备吸附剂用于溶液中金属离子吸附回收的研究日益增多，而壳聚糖、纤维素、海藻酸钠、细菌纤维素、淀粉等产量大的天然多糖研究更为广泛。然而，正是因为多糖分子中含有-OH、-NH₂、-COOH等基团，由传统聚合方法制备得到的多糖温敏性离子印迹聚合物的亲水基团、疏水基团无法自组装排列成稳定有序、可逆转变的化学结构，从而不能呈现可逆性温敏性，故以多糖为基质载体制备温敏性离子印迹材料还未见相关报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于多糖的温敏性离子印迹吸附材料及其制备方法和应用。

本发明所采取的技术方案是：

一种基于多糖的温敏性离子印迹吸附材料的制备方法，包括以下步骤：

1)将多糖、N-异丙基丙烯酰胺、金属离子模板剂、引发剂和交联剂加水配制成反应混合物，再常温搅拌充分混匀；

2)升温至38～42℃，恒温反应1～3h；

3)升温至48～52℃，恒温反应1～3h；

4)升温至58～62℃，恒温反应1～3h；

5)升温至68～72℃，恒温反应3～6h，得到含有金属离子的产物；