[发明专利]一种铅离子印迹复合中空微球的制备方法

说明书

本发明提供了一种铅离子印迹复合中空微球的制备方法，其包括如下步骤：利用聚氨酯和丙烯酸制备聚氨酯微球接枝聚丙烯酸；制备二氧化硅中空微球；制备壳聚糖接枝聚丙烯酸；将所述壳聚糖接枝聚丙烯酸加入蒸馏水中，溶解后，加入改性二氧化硅中空微球，分散均匀后，调节pH值至13，得到SiO₂/壳聚糖接枝聚丙烯酸复合中空微球；利用所述SiO₂/壳聚糖接枝聚丙烯酸复合中空微球制备铅离子印迹复合中空微球。本发明的优点为：1、以聚氨酯微球为模板，利用正硅酸四乙酯在其表面水解，去除聚合物模板后得到SiO₂中空微球；2、将壳聚糖接枝丙烯酸负载在SiO₂中空微球上，利用SiO₂的化学稳定性和大比表面积，大大提高了材料在溶液中的稳定性和比表面积，提高其循环使用效率。

技术领域

本发明涉及一种SiO₂/壳聚糖接枝聚丙烯酸铅离子印迹复合中空微球的制备方法，属于吸附材料技术领域。

背景技术

重金属离子引起的水污染是一个严重的环境污染问题，受到各国研究人员的广泛关注。近几年，选择性分离污水中的重金属离子受到人们广泛研究。

壳聚糖作为甲壳素脱乙酰化产物，是自然界中产量仅次于纤维素的第二大类生物高分子。壳聚糖的原材料来源丰富、良好的生物降解性、生物相容性和吸附性等优点，被广泛应用于诸多领域。壳聚糖分子链上的氨基和羟基能与重金属离子配位形成螯合物，能有效地吸附和捕集金属离子，已被认为是饮用水净化、硬水软化或从污水中除去金属离子的最佳候选材料。然而壳聚糖在水溶液中易于溶胀、酸性条件下溶解和机械性能差等缺点，限制其应用(Ngah W S W,et al.,Adsorption of dyes and heavy metal ions bychitosan composites:A review.Carbohydrate Polymers,2011,83,1446)。为了克服以上缺点，常采用环氧氯丙烷、乙二醇缩水甘油酯和戊二醛等交联剂交联。由于壳聚糖上的部分活性点氨基和羧基与交联剂反应失去反应活性，使壳聚糖的吸附容量大大降低。因此交联的壳聚糖必须与含有氨基、羧基和巯基等活性基团接枝反应，以提高吸附容量。

除了交联外，为了保持壳聚糖在水溶液中的稳定性，常常将壳聚糖负载在一些无机多孔材料上。SiO₂是自然界中最常见且来源丰富的化合物，在医用载体、生物催化和重金属吸附等领域具有广阔的应用前景(段国伟.中空二氧化硅微球的制备和修饰，中国科学技术大学,2016)。因此研究人员常常将壳聚糖负载在SiO₂上，以提高材料的稳定性和比表面积。目前负载的载体SiO₂主要为实心结构，比表面积小、孔隙率低，不利于吸附容量的提高，且壳聚糖对重金属离子的吸附缺少选择性。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种简单、快捷、易操作的SiO₂/壳聚糖接枝聚丙烯酸铅离子印迹复合中空微球的制备方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明提供了一种铅离子印迹复合中空微球的制备方法，其包括如下步骤：

利用聚氨酯和丙烯酸制备聚氨酯微球接枝聚丙烯酸；

将所述聚氨酯微球接枝聚丙烯酸和十六烷基甲基溴化铵、乙醇、水混匀，得到分散液；

将所述分散液中加入氨水调节pH值至10～12，升温至60℃，加入正硅酸乙酯，反应后将产物离心分离，收集固体部分洗涤、干燥、焙烧，得到二氧化硅中空微球；

将所述二氧化硅中空微球分散于丙酮中，调整pH值为4后，滴加环氧氯丙烷，在60℃下进行反应，得到改性二氧化硅中空微球；

制备壳聚糖接枝聚丙烯酸；