[发明专利]一种用于吸附铅离子的改性双醛淀粉制备方法

说明书

本发明涉及到一种用于吸附铅离子的改性双醛淀粉制备方法，属于重金属离子吸附剂制备领域，该制备方法首先将淀粉氧化成双醛淀粉，即为DAS，5‑氨基间苯二甲酸甲酯引入到其表面获得5‑氨基间苯二甲酸甲酯改性双醛淀粉，即为DASD5‑A，再经过表面肼酰化获得肼酰化的改性双醛淀粉，即为NH₂‑DAS，最后经过席夫碱反应获得2‑乙酰噻吩改性的双醛淀粉，即为DAS2‑AT。该方法不仅拓宽了双醛淀粉表面功能化的方法，而且赋予双醛淀粉对铅离子的良好吸附性能。该方法工艺简单灵活、反应条件温和、成本低、易于工业化生产。

技术领域

本发明属于吸附剂制备领域，特别涉及一种用于吸附铅离子的改性双醛淀粉制备方法。

背景技术

近年来，人类致力于工农业发展的情况下，重金属离子的污染越来越严重。各地因重金属离子污染而得病的报道屡见不鲜，重金属离子污染已经成为人类必须要面对要且亟待解决的问题。

吸附法是工业上分离和回收水体中重金属离子的重要方法。常用的吸附剂有活性炭、分子筛、石墨烯和生物聚合物等材料。淀粉是一种天然的生物多糖材料，由于其价廉、易得，已得到研究者的关注。淀粉经高碘酸盐氧化可得到双醛淀粉(DAS)，此时淀粉中葡萄糖基2，3位的C-C键被断裂，产生两个醛基。在此基础上，通过席夫碱反应可将其它有机化合物与双醛淀粉上的醛基作用，引入其它功能性的官能团，能够获具有重金属吸附能力的改性双醛淀粉。这种改性双醛淀粉解决了单纯有机物配体的生物兼容性、可回收性和生物降解性的问题。Ding等合成了一种双醛8-氨基喹啉淀粉，对去除水体中的锌离子具有一定的效果(Carbohydrate Polymers,2011,83(2):802-807)。然而，到现在为止，改性双醛淀粉在去除水体中铅离子没有很理想的效果。因此，开发一种能对铅离子有很好吸附效果的改性双醛淀粉具有很好的应用前景。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种用于吸附铅离子的改性双醛淀粉制备方法。该方法合成的改性双醛淀粉不仅具有良好的生物兼容性差和水溶性，而且对水体中铅离子具有较强的吸附能力。

本发明的技术解决方案为：

一种用于吸附铅离子的改性双醛淀粉制备方法，包括以下步骤：

(1)双醛淀粉，即为DAS的制备

称取4g～8g淀粉，加入5mL～20mL去离子水不断搅拌形成悬浮液置于暗箱中，然后缓慢滴加80mL～120mL浓度为0.5mol/L～1.2mol/L的高碘酸钠，然后用0.05mol/L～0.15mol/L的稀硫酸调节pH值为3～5。在30℃～70℃的条件下避光反应1h～6h，过滤并加去离子水洗至中性，置于烘箱中50℃～70℃干燥得到双醛淀粉，即为DAS。

(2)5-氨基间苯二甲酸甲酯改性双醛淀粉，即为DASD5-A的制备

将3g～7g的5-氨基间苯二甲酸甲酯溶于装有50mL～100mL有机溶液的三口烧瓶中，将4g～8g步骤(1)得到的DAS再加入到上述三口烧瓶中，滴加0.2mL～0.5mL冰醋酸，在惰性气氛的保护下30℃～70℃下反应4小时～12小时后，用有机溶剂洗涤，在50℃～70℃下干燥过夜，得到5-氨基间苯二甲酸甲酯改性双醛淀粉，即为DASD5-A。

(3)肼酰化的改性双醛淀粉，即为NH₂-DAS的制备

将4g～8g步骤(2)得到的DASD5-A溶于50mL～100mL有机溶剂中，逐滴加入1mL～5mL的水合肼，在惰性气氛保护下30℃～70℃反应12～24小时后，用有机溶剂洗涤，50℃～70℃下干燥过夜，得到肼酰化的改性双醛淀粉，即为NH₂-DAS。

(4)2-乙酰噻吩改性的双醛淀粉，即为DAS2-AT的制备