[发明专利]一种磁性纤维素壳聚糖复合微球的制备方法

说明书

技术领域

本发明中属于天然高分子材料领域，具体的说是一种磁性纤维素壳聚糖复合微球的制备方法。

背景技术

纤维素是植物中主要的结构组成，也是自然界含量最为丰富并且可以再生的天然有机物。壳聚糖(β-(1→4)-2-氨基-2-脱氧-D-葡萄糖)是含量仅次于纤维素的天然有机物。由于纤维素、壳聚糖具有可生物降解、生物相容性、储量和年产量巨大、易降解无污染、易于改性等很多优势的特点成为了高分子材料领域的一个研究热点。

近些年来，随着全球环境污染问题日益加剧，以及以石油为代表的非可再生资源急剧消耗，利用以纤维素和其他天然高分子材料可再生资源，成为众多科学研究工作者寻求可持续发展道路上的一个新的方向。纤维素和壳聚糖目前已经被广泛应用于纺织、造纸、医药、食品、化工、化妆品、水处理、金属提取及回收、生化和生物医学工程等诸多领域。

离子液体作为室温熔融盐，是潜在的“绿色溶剂”。已经发现一些离子液体可以很好地溶解天然纤维素，且是其反应介质，能在离子液体中实现纤维素的改性及其功能化。

由于壳聚糖含有氨基官能团，能制备具有特殊功能的材料。将壳聚糖纤维素混合制备纤维素壳聚糖微球具有广泛的应用前景。如在废水处理中可以有效的吸附重金属、壳聚糖表面的氨基可以交联戊二醛来固定化酶等。但由于存在回收困难等问题，很难大规模应用。寻找一种简便，高效的回收方法具有广泛的意义。磁分离技术由于具有处理量大，分离完全等优点是一种很好的分离手段。

发明内容

本发明目的在于提供一种磁性纤维素壳聚糖复合微球的制备方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种磁性纤维素壳聚糖复合微球的制备方法，以离子液体为溶剂，将纤维素和壳聚糖加入其中，加热搅拌制备纤维素-壳聚糖/离子液体溶液；而后向纤维素-壳聚糖/离子液体溶液中加入磁性无机物粒子机械搅拌使其分散均匀；混匀后将磁性纤维素-壳聚糖/离子液体复合溶液分散于含乳化剂的有机溶液中，机械搅拌至其分散为均匀的微球后，加入固化剂使微球成型，分离即得到磁性复合微球；所述离子液体与纤维素的重量比为10～100∶1；离子液体与壳聚糖的重量比为20～100∶1；纤维素与壳聚糖的重量比为0.1～10∶1。

所述成型后微球在洗涤过程中以外加磁场的作用进行分离得到磁性复合微球。

所述离子液体中阳离子分别为：

其中R₁、R₂、R₃、R₄、R₅、R₆为相同或不同，选自H、碳原子数为1～20之间的烷烃、烯烃、醇类、脂类或芳香族类基团；

阴离子为：Cl^-、Br^-、BF₄^-、AlCl₄，HSO₄^-，NO₃^-，PF₆^-、CH₃COO^-、SCN^-中的一种或两种以上。

所述离子液体为含有不同侧链碳数的咪唑类，吡啶类，季铵盐类，季膦盐离子液体、N-甲基吗啉-N-氧化物(NMMO)、N-甲基吗啉-N-氧化物的衍生物中一种或几种组合；组合时各种物质的用量占离子液体总量的10～90wt％。所述离子液体为1-丁基-3-甲基咪唑氯盐或1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐。

所述纤维素为微晶纤维素、棉纤维、纸浆粕、木浆粕中的一种或两种以上，组合时各种纤维素的用量占总纤维素用量的10～90wt％。

以离子液体为溶剂，将纤维素和壳聚糖加入其中，在20～180℃溶解温度、0.1～10Mpa压力下溶解0.1～30h，搅拌速率为100～10000rpm，制得纤维素-壳聚糖/离子液体溶液。

所述磁性无机物粒子为铁，钴，镍金属单体、铁，钴或镍金属单体氧化物中的一种或几种组合，磁性无机物粒子的加入量为离子液体用量的0.1～50wt％，组合时各种磁性无机粒子的用量占总磁性无机物粒子用量的10～80wt％。