[发明专利]一种改性壳聚糖及其制备方法和应用

说明书

本发明提供一种改性壳聚糖及其制备方法和应用，涉及材料制备和分离技术领域，所述改性壳聚糖由2‑(羟甲基)‑12‑冠‑4‑醚对壳聚糖进行改性得到；所述改性壳聚糖为膜状结构。本发明提供的改性壳聚糖，通过2‑(羟甲基)‑12‑冠‑4‑醚对壳聚糖进行改性，在提高对锂离子选择性的同时，还有利于降低对锂离子进行提取的难度。

技术领域

本发明涉及材料制备和分离技术领域，具体而言，涉及一种改性壳聚糖及其制备方法和应用。

背景技术

锂(Li)是一种性质活泼，能与水发生剧烈反应的金属元素。锂及其化合物因为其特定的性能，在化工、陶瓷、纺织、医药、冶金等领域都有广泛应用。随着科学技术的发展，锂电池已逐渐成为市场的主流能源，同时，对锂的需求也在急剧增长。

在自然界中，锂资源最主要的集中存在形式为富集于锂矿石、盐湖卤水、海水卤水、地下卤水、温泉水等矿床之中，其中，盐湖盐水含锂量远高于锂矿石，占陆地锂资源总量的90％，这对锂资源的开发利用具有重要意义。

迄今为止，水溶液中锂离子的回收方法包括溶剂萃取法，离子交换，沉淀法，煅烧浸取法，电渗析法，吸附法等。在这些方法中，吸附被认为是最快和最有效的方法之一。吸附法操作简便、安全、设备简单，而且生产过程中pH变化小，适用于稳定性较差的物质；但是目前通过吸附法对锂进行提取时，对锂的选择性不高，限制了吸附法在对锂进行提取中的应用。

发明内容

本发明解决的问题是目前通过吸附法对锂进行提取时，对锂的选择性不高。

为解决上述问题，本发明提供一种改性壳聚糖，所述改性壳聚糖由2-(羟甲基)-12-冠-4-醚对壳聚糖进行改性得到；所述改性壳聚糖为膜状结构。

本发明提供的改性壳聚糖，与现有技术相比，具有如下优势：

本发明提供的改性壳聚糖，通过2-(羟甲基)-12-冠-4-醚对壳聚糖进行改性，在提高对锂离子选择性的同时，还有利于降低对锂离子进行提取的难度。

本发明的另一目的在于提供一种如上述的改性壳聚糖的制备方法，包括如下步骤：

S1：将壳聚糖与交联剂混合，于40℃～60℃温度范围内进行反应，得到中间反应溶液；

S2：将2-(羟甲基)-12-冠-4-醚加入所述中间反应溶液中，加入氢氧化钠溶液调节pH范围至10～11，于60℃～80℃温度范围内反应，得到最终反应溶液；

S4：对所述最终反应溶液进行冷冻干燥，得到改性壳聚糖。

可选地，还包括：

S3：对所述最终反应溶液进行超声消泡。

可选地，所述交联剂为环氧氯丙烷。

可选地，步骤S1包括：

S1-1：将所述壳聚糖溶于醋酸溶液中，得到壳聚糖醋酸溶液；

S1-2：向所述壳聚糖醋酸溶液中加入所述环氧氯丙烷，于40℃～60℃温度范围内反应2～4h，得到所述中间反应溶液。

可选地，所述壳聚糖的加入量为0.8～1.2g；所述醋酸溶液的体积浓度为2％，所述醋酸溶液的加入量为80～120mL；所述环氧氯丙烷的浓度为12.5mol L^-1，所述环氧氯丙烷的加入量为8～12mL。

可选地，所述2-(羟甲基)-12-冠-4-醚的加入量为80～120μL；所述氢氧化钠溶液的浓度为0.1mol L^-1，所述氢氧化钠溶液的加入量为40～60mL。

可选地，步骤S2中的反应时间为2～4h。

可选地，步骤S4包括：