[发明专利]一种用于油水分离的超大孔超双亲壳聚糖聚合物及油水分离方法

说明书

本发明涉及一种用于油水分离的超大孔超双亲壳聚糖聚合物，所述的超大孔双亲壳聚糖聚合物是以壳聚糖为原料，戊二醛为交联剂，在醋酸‑水混合溶液中，于‑40℃～‑4℃温度下反应得到。该材料具有在空气中超亲水超亲油的性质，可以只在重力作用下，实现各类油水乳液的快速分离。

技术领域

本发明涉及一种用于油水分离的超大孔超双亲壳聚糖聚合物及油水分离方法，属于乳液分离技术领域。

背景技术

近年来，随着石化资源的日益枯竭，生物基材料的研究与开发受到了广泛的关注。壳聚糖是一种来自于虾、蟹壳成分-甲壳素的脱乙酰产物，具有原料便宜，生物相容性好，可降解，环境安全等显著优点，引起了广泛的研究与开发兴趣。

冰模板法是以冰晶为致孔剂的方法，可以绿色环保的制备各类超大孔材料。采用冰模板法，以壳聚糖为原料，制备而得的超大孔壳聚糖材料，被广泛应用于吸附与分离，药物传输，酶固定化，细胞支架等众多领域。例如：中国专利文献CN103657609A公开了一种用于植物多酚物质提取的高强度超大孔分离介质，该专利采用冰模板法制备了壳聚糖-聚乙烯醇双网络的超大孔材料，所得材料可以用于植物多酚的纯化与分离。中国专利文献CN110507861A公开了一种可被纳米颗粒修饰的多微孔细胞支架，该专利采用冰模板法致孔，以壳聚糖-琼脂糖-明胶三组分体系为骨架材料，以壳寡糖/肝素纳米颗粒为修饰剂，制备纳米颗粒修饰的多孔细胞支架材料的方法。

通过检索可以看出，目前以壳聚糖为原料制得的超大孔材料基本都是亲水性材料，而不具有超亲油的特性。

水体油类污染是全球性环境问题之一。石油及其炼制品(汽油、煤油、柴油等)在开采、炼制、贮运和使用过程中泄漏、随意排放进入海洋及周边水体对环境和生态系统造成越来越严重的危害。工业废水和生活污水中的油类对水体的污染同样不可小视。如何有效治理油类污染水体成为了当今棘手的问题。其中，由表面活性剂稳定的油水乳液的分离是亟需解决的难点。油水分离是解决上述问题的有效方式，其中以物理方法为主，包括离心法、重力法、聚结分离法、吸附法、膜过滤法等。传统分离方法虽然操作简单，但是分离效率低、范围窄、能耗高。

中国专利文献CN10872741A公开了一种采用静电纺丝制备丙烯腈-聚乙烯醇-壳聚糖的复合纳米纤维膜的方法，所得复合膜可以用于油水乳液的分离和水中染料分子的去除。中国专利文献CN110655676A公开了一种利用壳聚糖改性的超疏水海绵的制备方法，所得超疏水海绵可以用于多种表面活性剂稳定的油水乳液的分离。中国专利文献CN108434788A公开了一种采用冷冻聚合法制备得到基于聚乙二醇-聚乙烯苯颗粒的复合超大孔材料，该材料可在重力作用下，快速分离油水乳液。但是，以上材料存在以下缺陷：1)材料的原料不是生物基原料，不符合可持续发展的要求。2)油水分离速度慢，时间长，3)制备流程复杂，成本高；因此，设计一种生物基原料、可以实现油水快速分离、制备流程简单的材料是一种实现油水分离可行而又简单的技术手段。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题和不足，本发明提供一种用于油水分离的超大孔双亲壳聚糖聚合物及油水分离方法。

本发明采用冰模板法，以壳聚糖为基质材料，通过冷冻-融化制得了用于油水分离的超大孔超双亲壳聚糖聚合物；该材料具有在空气中超亲水超亲油的性质，可以只在重力作用下，实现各类油水乳液的快速分离。

为实现以上目的，本发明是通过如下技术方案实现的：

一种用于油水分离的超大孔超双亲壳聚糖聚合物，所述的超大孔双亲壳聚糖聚合物是以壳聚糖为原料，戊二醛为交联剂，在醋酸-水混合溶液中，于-40℃～-4℃温度下反应得到。

根据本发明，优选的，所述的壳聚糖与醋酸-水混合溶液的质量比为1：(10-1000)。

进一步优选的，所述的壳聚糖与醋酸-水混合溶液的质量比为1：(50-100)。