[发明专利]壳聚糖复合凝胶净水剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及净水剂领域，具体涉及一种壳聚糖复合凝胶净水剂及其制备方法。

背景技术

近年来，国外对环境化学物的内分泌干扰活性展开了广泛的调查与研究。大量的动物流行病学资料表明，许多环境化学物能干扰动物的内分泌机能，在临床上则以生殖障碍、出生缺陷、发育异常、代谢紊乱以及某些癌症为特征。人类流行病学研究显示，人类生殖障碍、发育异常及某些癌症如乳腺癌、睾丸癌、卵巢癌等与内分泌干扰有关。已被证实为内分泌干扰物的化学物达数百种之多。1998年日本对水中污染物的调查表明，水中主要含有八类内分泌干扰物质，包括邻苯二甲酸酯类、酚类(烷基酚、双酚A和氯酚等)、环氧氯丙烷和有机农药(如除草剂、杀虫剂等)。其他国家的水体调查结果也显示，环境内分泌干扰物已进入水体，并且污染范围还在逐步扩大，可通过直接饮用被污染水，也可以经食物链的生物富集作用进入人体。

对日益加剧的环境内分泌干扰物质的污染，传统的混凝-沉淀-过滤-消毒四段式水处理工艺已不能应对目前的水污染难题。为此必须研制一种具有聚凝与吸附双重作用的净水剂，以便对水中污染的环境内分泌干扰物质进行深度处理。

发明内容

本发明提供了一种天然无毒且具有高效吸附及聚凝作用双重功能的壳聚糖复合凝胶净水剂。

本发明还提供了一种壳聚糖复合凝胶净水剂的制备方法，该方法操作简单，适于工业化生产。

一种壳聚糖复合凝胶净水剂，是由壳聚糖溶液、纤维素、硅胶和活性炭制成的凝胶剂；所述的壳聚糖、纤维素、硅胶和活性炭的质量比为1∶1-2.5∶2-3.5∶3-5。

壳聚糖的资源丰富，具有多种生物学活性，也是一种良好的聚凝剂，并对多种有害有机物具有良好的吸附作用。活性炭是一种常规应用的吸附剂，受其本身特性和水中有机物性质等因素的影响，而不能单独有效地去除水中的有机物。本发明发现将壳聚糖凝胶与活性炭以及具有加强聚凝与吸附的双重作用的其他附加物制成的复合型净水剂，能够为深度处理水中环境内分泌干扰物提供一种新的技术平台和新的净水产品。

所述的壳聚糖优选脱乙酰度大于90％的壳聚糖，这一类壳聚糖25℃时粘度一般为150mpa·S-550mpa·S，可以达到更好的效果，另外其在稀酸中的溶解能力和絮凝性能更好。

本发明中壳聚糖的脱乙酰度是指壳聚糖分子中脱除乙酸基的糖残基数占壳聚糖分子中总的糖残基数的百分比。

所述的壳聚糖溶液中壳聚糖的质量百分浓度优选为1％-8％，其黏度最适制成凝胶。

所述的壳聚糖溶液中溶剂优选为乙酸水溶液或盐酸水溶液。

所述的乙酸水溶液或盐酸水溶液的体积百分浓度均优选为1％-6％(pH值为5-6)。

所述的活性炭的颗粒度优选为80目-120目，所述的硅胶的颗粒度优选为50目-80目；该颗粒度制成的凝胶最为稳定。

所述的凝胶剂具有白色圆球状颗粒组成的网状结构，其网络间存在不规则块状的活性炭。

所述的壳聚糖复合凝胶净水剂的制备方法，包括步骤：

(1)配制壳聚糖溶液(其pH值优选为5-6，可通过壳聚糖溶液中的溶剂来调节壳聚糖溶液的pH值)，向壳聚糖溶液中加入纤维素，搅拌使纤维素溶解，得到溶液；

(2)向步骤(1)的溶液中加入硅胶，混合均匀，得到分散液；

(3)向步骤(2)的分散液中加入活性炭，混合直至形成均匀黑色凝胶，得到壳聚糖复合凝胶净水剂。

所述的壳聚糖复合凝胶净水剂在去除水中环境内分泌干扰物质中的应用。

所述的环境内分泌干扰物质以五氯酚钠、(2，2-双(对氯苯基)-1.1.1-三氯乙烷)(DDT)中的一种或两种为代表。

本发明壳聚糖复合凝胶净水剂对环境内分泌干扰物质的去除率的检测方法为：将一定量的壳聚糖复合凝胶净水剂加入到一定体积的环境内分泌干扰物质模拟污染水体中，于水浴中恒温振荡一定时间，离心后，取上清液测定溶液的吸光度，由工作曲线回归方程计算出被测溶液中环境内分泌干扰物质的浓度。

根据式(I)计算吸附容量q(mg/g)，q＝(C₀-C_t)V/m₁--式(I)，其中C₀(mg/L)为环境内分泌干扰物质的初始浓度，C_t(mg/L)为当吸附时间为t时溶液中环境内分泌干扰物质的浓度，V(L)为环境内分泌干扰物质模拟污染水体的体积，m₁(g)为壳聚糖复合凝胶净水剂的质量。