[发明专利]一种具有絮凝和抗菌双重性能的壳聚糖衍生物的制备方法

说明书

本发明公开了一种具有絮凝和抗菌双重性能的壳聚糖衍生物的制备方法，即肉桂酸改性壳聚糖季铵盐衍生物，壳聚糖的季铵化程度为18.36％，肉桂酸的结合率为15.45‑22.39％；具有絮凝和抗菌双重性能的壳聚糖衍生物的制备方法，其包括，首先，通过将壳聚糖进行季铵化改性，引入强阳离子季铵盐基团，得到壳聚糖季铵盐衍生物，增强阳离子性质和水溶性；再将肉桂酸引入壳聚糖季铵盐上，增强抗菌活性，制备得到具有絮凝和抗菌双重性能的壳聚糖衍生物，即肉桂酸改性壳聚糖季铵盐衍生物。本发明制备方法简单，成本低，提纯方法简便，性质稳定，得到的肉桂酸改性壳聚糖季铵盐衍生物具有良好的絮凝和抗菌双重性能，在水处理领域具有很好的应用前景。

技术领域

本发明属于水处理剂制备领域，具体涉及到一种具有絮凝和抗菌双重性能的壳聚糖衍生物的制备方法。

背景技术

在水处理领域，絮凝是广泛应用的方法之一。絮凝具有简单、经济、高效的优点。絮凝剂的选择对于絮凝过程的成功至关重要。合成有机高分子絮凝剂和无机金属基絮凝剂等常规絮凝剂的使用往往会引起一些环境问题。而且，水被大量细菌污染会导致絮凝困难，细菌代谢产物严重消耗絮凝剂。此外，处理高密度细菌需要大量的消毒剂，这就产生了很高的消毒副产物的风险。将絮凝与抗菌活性相结合，可以减少水处理加工模块的添加，简化工艺流程。

近年来，天然高分子絮凝剂因其来源广泛、环境友好、可生物降解而受到广泛关注。其中，壳聚糖是地球上最丰富的自然有机资源之一，已被广泛研究用于水处理等领域。壳聚糖是由随机分布的β(1→4)糖苷键连接的N-乙酰氨基葡萄糖和氨基葡萄糖组成的聚阳离子多糖，由几丁质经脱乙酰化制备而成。然而，壳聚糖作为一种具有抗菌活性的絮凝剂有三个缺点：一是壳聚糖在中性和碱性条件下溶解性差，这极大地限制了它的应用，壳聚糖的溶解度与絮凝效率有关；二是需要解决壳聚糖氨基的弱阳离子性质，水处理中过度富营养化和盐的存在可能会使其大大削弱；三是壳聚糖本身的抗菌活性有限。

鉴于上述的缺陷，本发明积极加以研究创新，以期创设一种具有絮凝和抗菌双重性能的壳聚糖衍生物及其制备方法，使其更具有产业上的利用价值。

发明内容

本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

鉴于上述和/或现有技术中存在的问题，提出了本发明。

因此，本发明的目的是，克服现有技术中的不足，提供一种具有絮凝和抗菌双重性能的壳聚糖衍生物。

为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：一种具有絮凝和抗菌双重性能的壳聚糖衍生物，所述具有絮凝和抗菌双重性能的壳聚糖衍生物，其化学结构式如下所示：

其中，壳聚糖的季铵化程度为18.36％，肉桂酸的结合率为15.45～22.39％。

作为本发明所述具有絮凝和抗菌双重性能的壳聚糖衍生物的一种优选方案，其中：所述壳聚糖为分子量为100kDa、脱乙酰度为80％的壳聚糖。

本发明的再一个目的是，克服现有技术中的不足，提供一种具有絮凝和抗菌双重性能的壳聚糖衍生物制备方法。

作为本发明所述具有絮凝和抗菌双重性能的壳聚糖衍生物制备方法的一种优选方案，其中：包括，

将壳聚糖季铵盐溶解于超纯水，将肉桂酸溶解于二甲基亚砜，在持续搅拌下，用恒压滴定漏斗将肉桂酸溶液缓慢地加入到壳聚糖季铵盐溶液中，加入1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐，充分搅拌并调节pH值，将混合液继续进行磁力搅拌、透析，真空冷冻干燥，即得具有絮凝和抗菌双重性能的壳聚糖衍生物。