一種殼聚糖-接枝氨基酸磁性復合微球、制備及應用
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種新型復合材料及其在水環境治理領域中的應用，具體涉及一種 殼聚糖-接枝氨基酸磁性復合微球、制備及應用。 技術背景
[0002] 近年來，經濟飛速發展，工業開發迅猛，水源污染日趨嚴重；而水是人類生存的基 本需求。同時，人們物質生活水平的不斷提高，對水質也提出了更高的要求。就目前的水體 污染特點看，水體中可溶性有機物質及難生物降解化合物等逐年增多，但目前常規水處理 手段對這一類污染物的去除效果并不顯著，同時現行的許多水處理藥劑還可能產生對環境 有害的二次污染物質，這無疑對環境保護以及可持續發展等帶來不利影響。因此尋求兼有 高效、環保、經濟且無二次污染的水處理劑是當前水處理領域的研宄熱點和前沿課題。
[0003] 天然高分子是自然界中動、植物以及微生物資源中的大分子，它們在被廢棄后很 容易分解成水、二氧化碳等，且來源廣、無毒害，是環境友好材料。此外，更為值得一提的是， 天然高分子材料是完全脫離石油資源的一類可再生資源，可以說是取之不盡用之不竭。正 是由于天然高分子材料具有上述的優異性能，其目前在生物、醫藥及食品加工等諸多領域 中已有著廣泛的應用。在水處理領域中，由于天然高分子分子鏈上分布著大量的游離羥基、 胺基等活性基團，具有絮凝作用，已被視為可作為現使用水處理劑的最佳替代材料之一。
【主權項】
1. 一種殼聚糖-接枝氨基酸磁性復合微球，其特征在于，該微球具有芯-殼結構，其以 殼聚糖-氨基酸復合體為殼體，以磁性材料為核芯； 所述復合體是通過殼聚糖和氨基酸接枝方法獲得； 所述氨基酸為谷氨酰胺、谷氨酸、鳥氨酸中的一種；氨基酸在復合體中的含量為 5~80wt% ; 所述磁性材料為Fe或Fe3O4，磁性材料為殼聚糖和氨基酸總重量的10-20%。
2. 根據權利要求1所述的殼聚糖-接枝氨基酸磁性復合微球，其特征在于，所述磁性復 合微球采用反相懸浮交聯法制備，具體方法為：將殼聚糖、氨基酸與磁性材料混合分散在水 溶液中，再以環己烷為油相，并通過戊二醛交聯而成。
3. -種殼聚糖-接枝氨基酸磁性復合微球的制備方法，其特征在于，具體包括如下步 驟： 1) 先將殼聚糖和氨基酸溶解在水溶液中，配制成殼聚糖和氨基酸為2-lOwt%的水溶 液； 2) 然后將磁性材料通過超聲分散在上述溶液中，加入環己烷，攪拌均勻，并通過戊二醛 交聯，形成高分子磁性復合微球。
4. 根據權利要求3所述的殼聚糖-接枝氨基酸磁性復合微球的制備方法，其特征在于， 所述環己烷的加入量與殼聚糖-氨基酸混合水溶液體積比為：1_1〇。
5. 根據權利要求3所述的殼聚糖-接枝氨基酸磁性復合微球的制備方法，其特征在于， 所述戊二醛的用量為殼聚糖用量的〇. 1-10%。
6. 根據權利要求3所述的殼聚糖-接枝氨基酸磁性復合微球的制備方法，其特征在于， 交聯過程控制反應液的pH值為7-10,交聯溫度為35-65°C，交聯時間為0. 5-3小時。
7. -種殼聚糖-接枝氨基酸磁性復合微球作為水處理劑在處理染料廢水中的應用。
8. -種殼聚糖-接枝氨基酸磁性復合微球用于吸附水中的重金屬離子。
9. 根據權利要求8所述的殼聚糖-接枝氨基酸磁性復合微球用于吸附Cu2+。
10. 根據權利要求1所述的殼聚糖-接枝氨基酸磁性復合微球，其特征在于，所述復合 微球在水處理完畢后，采用磁分離技術分離富集并回收再利用。
【專利摘要】本發明公開了一種殼聚糖-接枝氨基酸磁性復合微球。該微球具有芯-殼結構，其以殼聚糖-氨基酸復合體為殼體，以磁性材料為核芯；所述復合體是通過殼聚糖和氨基酸接枝方法獲得；所述氨基酸為谷氨酰胺、谷氨酸、鳥氨酸中的一種；氨基酸在復合體中的含量為5~80wt%；所述磁性材料為Fe或Fe3O4，磁性材料為殼聚糖和氨基酸總重量的10-20%。本發明制備的殼聚糖-接枝氨基酸磁性復合微球可作為水處理劑，實現對水體中有害物質（如：染料物質、金屬離子等）有效地去除，同時兼具有良好的絮凝、金屬離子吸附、除臭、脫色及有效降低COD值等諸多功能，并且能在較短的時間內完成，從而提高材料的使用效率。具有一定的普適性，對印染、電鍍等企業廢水均適用。
【IPC分類】B01J20-28, C02F1-28, B01J20-26, C02F103-30, C02F1-62, B01J20-30
【公開號】CN104785227
【申請號】CN201510215364
【發明人】楊琥, 嚴涵, 陶雪, 李愛民
【申請人】南京大學
【公開日】2015年7月22日
【申請日】2015年4月30日