[发明专利]酶交联型壳聚糖/聚乙烯亚胺接枝磁性明胶材料及其制备方法与应用

摘要

本发明公开了一种酶交联型壳聚糖/聚乙烯亚胺接枝磁性明胶材料及其制备方法与应用，属于环境科学领域。本发明首先利用谷氨酰胺转胺酶的底物选择性制备出磁性明胶颗粒，酶交联的明胶外壳有效地避免了铁离子的渗漏，同时由于仅发生明胶谷氨酰/赖氨酸的交联，在维系机械稳定性的同时，磁性明胶颗粒保留了大量的氨基基团用以螯合金属离子。随后，将聚乙烯亚胺/壳聚糖共聚物修饰在磁性明胶材料表面，以几何倍数提升氨基数量，获得吸附容量和机械化学稳定性兼容的酶交联型壳聚糖/聚乙烯亚胺接枝磁性明胶材料。本发明的明胶材料有快速的磁分离特性、高效的吸附容量、快速的质量传递、绿色无毒、成本低廉等优点，能够高效去除水中的重金属离子。

主权项

1.一种酶交联型壳聚糖/聚乙烯亚胺接枝磁性明胶的制备方法，其特征在于包括如下步骤：(1)制备酶交联型磁性明胶1.1)将明胶溶解于水中，获得明胶溶液；1.2)向明胶溶液中加入三氯化铁和硫酸铁后加热至50‑80℃，再加入氨水，进行搅拌获得磁性明胶；1.3)所获得的磁性明胶洗涤后分散到水中，加入谷氨酰胺转氨酶，在4‑30℃条件下进行交联，得到酶交联型磁性明胶；(2)制备壳聚糖/聚乙烯亚胺共聚物2.1)将壳聚糖溶于酸性水溶液中，得到壳聚糖溶液；2.2)往壳聚糖溶液中加入高碘酸钾，0‑4℃搅拌12‑20h后，用透析袋去除小分子干扰物，冷冻干燥得到氧化壳聚糖粉末；2.3)将所得到的氧化壳聚糖粉末溶解在水中，加入聚乙烯亚胺和硼氢化钠，0‑4℃搅拌12‑20h后，用透析袋去除小分子干扰物，冷冻干燥得到壳聚糖/聚乙烯亚胺共聚物粉末；(3)制备酶交联型壳聚糖/聚乙烯亚胺接枝磁性明胶将步骤(1)得到的酶交联型磁性明胶分散到水中，加入1‑(3‑二甲氨基丙基)‑3‑乙基碳二亚胺、N‑羟基丁二酰亚胺和步骤(2)得到的壳聚糖/聚乙烯亚胺共聚物，混匀后调整溶液pH至5.0‑6.5在20‑40℃反应10‑24h，得到酶交联型壳聚糖/聚乙烯亚胺接枝磁性明胶。