[发明专利]红藻多糖、红藻寡糖及其衍生物在制备吸附大气污染物的吸附剂中的应用

说明书

技术领域

本发明涉及红藻多糖及其衍生物的一种新用途，特别是涉及红藻多糖、红藻寡糖及其衍生物在制备吸附大气污染物的吸附剂中的应用。

背景技术

在干洁的大气中，恒量气体的组成是微不足道的。但是在一定范围的大气中，出现了原来没有的微量物质，其数量和持续时间，都有可能对人、动物、植物及物品、材料产生不利影响和危害。大气中污染物或由它转化成的二次污染物的浓度达到了有害程度的现象，称为大气污染。

根据大气污染物的存在状态，可将其分为气溶胶态污染物和气态污染物。

气溶胶态污染物一般包括粉尘(粒径在1-200μm)、飞灰、烟(粒径范围0.01～1μm)、黑烟(粒径范围0.05～1μm)、雾(粒径在200μm以下)和TSP(总悬浮颗粒物，指大气中粒径小于100μm的所有固体颗粒)。气态污染物包括含硫化合物、碳的氧化物、含氮化合物、碳氢化合物和卤素化合物。

当前备受关注的PM_2.5，就是指的环境空气中空气动力学当量直径小于等于2.5μm的颗粒物，也称细颗粒物。虽然PM_2.5只是地球大气成分中含量很少的组分，但它对空气质量和能见度等有重要的影响。与较粗的大气颗粒物相比，PM_2.5粒径小，可直接入肺，富含大量的有毒、有害物质(其表面可吸附重金属、二次污染物等)，且在大气中的停留时间长、输送距离远，因而对人体健康和大气环境质量的影响更大。2012年联合国环境规划署公布的《全球环境展望5》指出，每年有近200万的过早死亡病例与颗粒物污染有关；北卡罗来纳大学环境科学院与国家环境保护局研究人员韦斯特等发表在《环境研究通讯》杂志(Environmental Research Letters)上的研究报告称：每年全球因空气污染而死亡的人数约为210万，死亡原因主要是大气中PM_2.5等悬浮颗粒物浓度上升，对人体肺部造成损害。

占地球70％面积的海洋中蕴含着丰富的资源，其中不乏众多藻类、菌类等植物资源，也不乏众多的动物资源。从海洋生物体中提取出来的物质远离大陆污染，且有着独特的结构与功能，如海洋多糖类化合物在近年来成为人们研究的热点内容，并从中开发出预防及治疗疾病的海洋药物，如藻酸双酯钠(PSS)等。在大气污染日益严重的今天，海洋多糖化合物或许能够给人类带来福音。

红藻多糖是从红藻纲海藻中提取出来的，多为富硫酸基多糖，目前应用较为广泛的主要是卡拉胶和琼胶。卡拉胶(Carrageenan)又称为麒麟菜胶、石花菜胶、鹿角菜胶、角叉菜胶，是从麒麟菜、石花菜、鹿角菜等红藻类海草中提炼出来的亲水性胶体，它的化学结构是由半乳糖及脱水半乳糖所组成的多糖类硫酸酯的钙、钾、钠、铵盐；因其结构中硫酸酯结合形态的不同，卡拉胶可分为κ型、ι型和λ型，三者每个重复单元所带负电荷数量排序为λ型>κ型>ι型。琼胶(Agar)又名琼脂、洋菜、冻粉、燕菜精、洋粉、寒天，是由红藻纲海藻(如石花菜)中提取的亲水性胶体，具有凝固性、稳定性、能与一些物质形成络合物，在食品工业中应用十分广泛。琼胶作为一种红藻多糖，黏度高，水溶性低，降解得到的琼胶寡糖，水溶性好。

发明内容

本发明提供了红藻多糖、红藻寡糖及其衍生物在制备吸附大气污染物的吸附剂中的应用，本发明针对PM2.5整体带正电荷的性质及其表面附着的无机盐、尘埃等成分的，将红藻多糖及其寡糖应用于吸附大气污染物、特别是用于吸附PM_2.5。

为实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

红藻多糖、红藻寡糖及其衍生物在制备吸附大气污染物的吸附剂中的应用。

其中，所述红藻多糖包括卡拉胶和琼胶，所述卡拉胶是以1,3-β-D半乳糖和1,4-α-D半乳糖交替连接所组成的多糖类硫酸酯的钠、钾、钙、铵盐，分为κ-、μ-、ι-、θ-、λ-、ε-、ν-七种类型；琼胶是由1,3-连接的β-D-半乳吡喃糖和1,4-连接的3，6-内醚-α-L-吡喃半乳糖残基重复交替连接的链状中性糖；卡拉胶、琼胶、卡拉胶低聚糖及琼胶低聚糖为聚合度>20的高分子化合物，分子量大于4000Da，卡拉胶寡糖及琼胶寡糖为聚合物为2～20的寡糖，分子量为400～4000Da。