[发明专利]一种改性壳聚糖的制备方法、使用方法及其应用

说明书

技术领域

本发明属于吸附剂的制备方法、使用方法及其应用，特别属于改性壳聚糖 的制备方法、使用方法及其应用。

背景技术

壳聚糖(CTS)是由虾蟹壳经一系列处理而得到的无毒无味的线性半刚性生 物大分子，是自然界大量存在的一种可再生资源，相对分子质量为12,000～ 59,000，其学名为聚(1，4)-2-氨基-2-脱氧-D-葡萄糖。由于壳聚糖分子链中含有 反应性基团-NH₂，-OH，显示出良好的絮凝性能和络合作用，使得其能与水中的过 渡金属离子、腐殖酸类物质及表面活性剂等产生络合作用，并能实现对水溶性有 机污染物的脱除，但是壳聚糖不溶于水、碱(pH＞6.5)和一般有机溶剂，仅能溶于 一些有机酸，如蚁酸、醋酸、酒石酸和柠檬酸中，从而限制了它的应用范围。

苯酚是一种重要的化工原料，主要用于制造酚醛树脂等，还广泛用于制造合 成纤维、医药、合成香料、染料、农药等.由于酚类化合物，包括氯和硝基衍生 物，不当处置对环境造成很大危害，如可抑制中枢神经或损害肝、肾功能，它的浓 溶液对皮肤亦有强烈的腐蚀性。而化工系统和炼焦工业的废水中常含有酚类，所 以在排放以前必须经过处理。

处理苯酚的方法可以分成两类：一是回收型，如蒸馏、用不同有机溶剂进行 液-液萃取，或用活性炭或者聚合物或是无机物作为吸附剂，渗透气化膜；一是降 解型，如利用双功能电极进行光催化氧化降解，定向合成纳米二氧化钛光催化降 解，序批式活性污泥法(SBRs)，利用超声波降解酚类物质。

发明内容

本发明所要解决的第1个技术问题是提供一种简单的改性壳聚糖的制备方 法。

本发明所要解决的第2个技术问题是上述改性壳聚糖的使用方法。

本发明所要解决的第3个技术问题是上述改性壳聚糖的应用。

本发明解决技术问题的技术方案为：一种改性壳聚糖的制备方法，在室温 的条件下，将壳聚糖加入pH＝8.0-9.0的缓冲液中，溶胀不小于3小时，再加入 重量浓度为25％的1、5戊二醛，搅拌反应2-4小时，，在60-80℃，真空干燥至 恒重即可，壳聚糖∶缓冲液∶浓度为25％的1、5戊二醛＝1克∶8-10毫升∶0.6-1.2 毫升。

优选的壳聚糖∶缓冲液∶浓度为25％的1、5戊二醛＝1克∶9毫升∶1.2毫 升。

优选的缓冲液为磷酸氢二钠-磷酸二氢钠缓冲液(PBS)。

上述改性壳聚糖的使用方法为：在室温、pH为4-8，将改性壳聚糖加入含有 苯酚溶液中，吸附20分钟以上，过滤即可，改性壳聚糖与苯酚的重量比要大于 1000∶52。即小于改性壳聚糖对苯酚的最大吸附量：52mg/g，超过上述最大吸 附量后，改性壳聚糖不能再生。

优选的吸附时间为40分钟。

上述改性壳聚糖的另外的使用方法为：在室温、pH为4-8的条件下，将改性 壳聚糖加入含有2、4-二氯酚溶液中，吸附2小时以上，过滤即可，改性壳聚糖 与2、4-二氯酚的重量比要大于1000∶83。即小于改性壳聚糖对2、4-二氯酚的 最大吸附量：83mg/g，超过上述最大吸附量后，改性壳聚糖不能再生。

上述改性壳聚糖在含有苯酚废水的应用。

上述改性壳聚糖在含有2、4二氯酚废水的应用。

本发明中的戊二醛与壳聚糖(CTS)的烷基化反应发生在CTS的C₂位活性胺基 上.其反应式如下所示：

由于壳聚糖的反应基团既有-NH₂又有-OH，是线性多聚糖结构，用它来吸附 酚类物质主要是利用了氢键和疏水键的相互作用，因此本发明选用戊二醛作为 交联试剂，一方面戊二醛为C₅，在交联过程中可起到连接臂的作用，交联后的壳聚 糖微球可有利于酚类向微球内部扩散，另一方面戊二醛的两个羰基，交联后可增 加吸附酚类的基团。

本发明与现有技术相比，通过化学改性使壳聚糖对苯酚、二氯酚的吸附性能 提高了10倍.由于该方法易操作，成本低，效果好，且可重复使用，因而将其应用 于废水处理有实用价值。

附图说明

图1为实施例1所制的改性壳聚糖的红外图谱。

图2为没有改性的壳聚糖的红外图谱。

图3为吸附时间对改性壳聚糖吸附苯酚的影响示意图。

图4为pH值对改性壳聚糖吸附苯酚的影响示意图。

图5为苯酚浓度对改性壳聚糖吸附苯酚的影响示意图。