[发明专利]一种磁性交联壳聚糖及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种磁性交联壳聚糖及其制备方法和应用。本发明的磁性交联壳聚糖的制备方法，包括如下步骤：A)将壳聚糖与交联剂进行交联反应，制得交联壳聚糖；B)将交联壳聚糖与铁盐、乙二醇和乙酸钠混匀后进行加热反应，随后干燥、磁分离，制得磁性交联壳聚糖。本发明的磁性交联壳聚糖表面呈多孔网状结构，具有良好的吸附性能和热稳定性，不会伴随温度的升高而分解；此外，该磁性交联壳聚糖还具有良好的回收循环再生能力，既增加了材料的使用寿命和循环利用率，同时降低了处理成本。

技术领域

本发明涉及水处理技术领域，尤其是涉及一种磁性交联壳聚糖及其制备方法和应用。

背景技术

目前，四环素(tetracycline，TC)已经逐渐成为世界范围内第二广泛使用的抗生素，被广泛应用于人类医药、兽医药、动物生长促进剂等。据报道，只有少量的四环素能够被新陈代谢作用吸收，而大多数的四环素则通过尿液和粪便排出体外，残余的四环素被频繁地在污水、地表水甚至地下水中监测到。

四环素在环境中残留可能会促生抗生素耐受菌(ARB)和抗生素耐受基因(ARG)，从而对人类健康造成风险。因此，为了预防四环素对生态环境和公众健康带来的有害影响，开发高效且低成本的技术以去除污水和地表水中的四环素具有重要意义。迄今为止，最有前景的四种四环素处理方法是离子交换、膜过滤、光催化降解和吸附。相较于其他方法，吸附法具有简单、经济等优势，仍然是最具有吸引力的四环素处理方法之一。

聚合物在环境工程中已经被用于各种不同的用途，从成本、安全、环境等方面来考虑，天然聚合物已经受到了普遍关注。壳聚糖是壳质高度脱乙酰的衍生物，以优良的吸附性能、可生物降解及无毒害等特性被广泛认知。尽管壳聚糖具有诸多优势和独一无二的特性，但是由于其较差的机械和电特性，使其在更广泛范围的应用仍受到了限制。

鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的在于提供一种磁性交联壳聚糖及其制备方法和应用，该磁性交联壳聚糖具有良好的吸附性能、热稳定性和回收循环再生能力。

本发明提供一种磁性交联壳聚糖的制备方法，包括如下步骤：

A)将壳聚糖与交联剂进行交联反应，制得交联壳聚糖；

B)将交联壳聚糖与铁盐、乙二醇和乙酸钠混匀后进行加热反应，随后干燥、磁分离，制得磁性交联壳聚糖。

在本发明的制备方法，步骤A)具体包括：将壳聚糖溶解于戊二醛溶液中，在搅拌下进行交联反应；对交联反应产物进行过滤、洗涤、干燥，制得交联壳聚糖。

进一步地，步骤A)中，戊二醛溶液的浓度为4-6％，壳聚糖与戊二醛溶液的质量体积比为1g：45-55mL。

进一步地，步骤A)中，搅拌速度为155-165r/min，搅拌时间为7-9h。

在本发明的制备方法，步骤B)具体包括：将铁盐溶解于乙二醇中，随后加入交联壳聚糖，搅拌混匀后再加入乙酸钠进行加热反应，对反应产物进行冷却、干燥、磁分离，制得磁性交联壳聚糖。

进一步地，步骤B)中，铁盐为FeCl₃·6H₂O，铁盐与乙二醇的质量体积比为1g：28-33mL，铁盐与乙酸钠的质量比为1：1.1-1.3。

进一步地，步骤B)中，铁盐与交联壳聚糖的质量比为1：0.3-1.2。

进一步地，步骤B)中，加热反应的温度为180-190℃，加热反应时间为5-7h。

本发明还提供一种磁性交联壳聚糖，根据上述任一所述的制备方法制得。

本发明还提供上述磁性交联壳聚糖在去除四环素中的应用。