[发明专利]一种硼砂协同二氧化硅改性龙虾壳吸附微球的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于吸附微球技术领域，具体涉及一种硼砂协同二氧化硅改性龙虾壳吸附微球的制备方法。

背景技术

近年来我国小龙虾产业迅速发展，在满足国民物质生活的同时，也产生了大量的以虾壳为代表的废弃物。甲壳素是由虾、蟹或昆虫外壳经过酸碱加工处理而得到的天然高分子材料，而壳聚糖是甲壳素的衍生物。

甲壳素，又称甲壳质、几丁质、聚乙酰氨基葡萄糖等，是由N-乙酰氨基葡萄糖缩聚而成的线型聚合物。其紧密的晶体结构使其不溶于水、稀酸、碱、醇以及其他的有机溶剂。这在一定程度上限制了它的应用范围。但其脱乙酰基产物壳聚糖，由于增加了活性基团-氨基，使其溶解性有所改善，应用范围较甲壳素而言也得到了很大地推广。壳聚糖是自然界中唯一的碱性多糖，自然界中的含量仅次于纤维素。

因此，利用小龙虾的副产物—虾壳制备壳聚糖基的复合生物吸附材料，可实现变废为宝、废物利用，体现了循环经济的理念。

发明内容

本发明目的就是为了弥补吸附不彻底，不可再生的缺陷，提供一种硼砂协同二氧化硅改性龙虾壳吸附微球的制备方法，本发明吸附微球制备工艺简单、快速捕捉并吸附的有害物质，成本低廉，稳定性好，吸附容量大的优点。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种硼砂协同二氧化硅改性龙虾壳吸附微球的制备方法，包括以下步骤：

（1）将20-30重量份龙虾壳置于高压蒸汽灭菌锅中设置温度120-130℃、保温5-10分钟后，取出加入50-80重量份0.1-0.5mol/L氢氧化钠水溶液在20-25℃下浸泡12-24小时后，清水洗涤3-4次，晾干，压榨机进行粉碎处理，待用；

（2）将步骤（1）所得物溶于100-150重量份乙醇中，加入5-8重量份二氧化硅混合均匀后，在搅拌条件下缓慢加入2-6重量份硼砂，超声反应0.5-1.5小时，冷却后抽滤，并用无水乙醇洗涤2-4次，40-50℃干燥12-24小时后，待用；

（3）将步骤（2）所得物加入5-10重量份膨润土，经过低速搅拌12-24小时后,加入150-200重量份氢氧化钠溶液，再加入7-8重量份环氧氯丙烷，60-70℃连续高速搅拌2-4小时后，经过抽滤，清水洗涤3-4次，40-50℃干燥12-24小时，研磨，待用；

（4）将步骤（3）所得物加入30-50重量份乙酸溶液中溶解，再加入20-40重量份液体状的石蜡，50-60℃搅拌5-15分钟后滴加0.05-0.15重量份乳化剂，搅拌下保温乳化5-15分钟，超声波清洗器中分散、成型后，再进行抽滤、洗涤，40-50℃干燥12-24小时后既得所述硼砂协同二氧化硅改性龙虾壳吸附微球。

所述的压榨和粉碎是在压榨粉碎机上进行，在压榨粉碎机的底榨辊与顶榨辊之间进行。

所述的缓慢加入硼砂为将2-6重量份硼砂加入20-30重量份水中磁力搅拌加热溶解，再将溶液进行滴加，滴加速度为2-3ml/min。

所述的所述步骤（3）中乳化剂为span-80。

所述的步骤（4）中的洗涤为依次用甲醇、丙酮进行洗涤3-4次。

本发明的优点是：

（1）本发明首先利用龙虾壳经过高压蒸汽灭菌锅进行高温处理后，然后加入氢氧化钠溶液中浸泡后压榨粉碎后，然后溶于乙醇中，之后加入二氧化硅与硼砂进行改性后，再加入膨润土，经过长时间搅拌后加入碱与环氧氯丙烷进行反应，之后与石蜡，乳化剂混合分散乳化成型后既得。龙虾壳经过高压蒸汽灭菌锅灭菌处理，疏松虾壳，碱液中浸泡后可加速龙虾壳中蛋白质的溶解速率，脱去部分乙酞基，压榨粉碎后长链发生断裂,短链增加，在乙醇中溶解后的甲壳素与硼砂发生水解反应，脱水酯化，生成硼砂酯键，形成稳定交联结构，在可以通过对重金属离子进行捕捉与吸附也提高了材料的耐水性。

（2）本发明吸附微球制备工艺简单、快速捕捉并吸附的有害物质，成本低廉，稳定性好，吸附容量大的优点。

具体实施方式

一种硼砂协同二氧化硅改性龙虾壳吸附微球的制备方法，包括以下步骤：

（1）将25重量份龙虾壳置于高压蒸汽灭菌锅中设置温度125℃、保温8分钟后，取出加入70重量份0.3mol/L氢氧化钠水溶液在23℃下浸泡18小时后，清水洗涤3次，晾干，压榨机进行粉碎处理，待用；

（2）将步骤（1）所得物溶于120重量份乙醇中，加入6重量份二氧化硅混合均匀后，在搅拌条件下缓慢加入4重量份硼砂，超声反应1小时，冷却后抽滤，并用无水乙醇洗涤3次，45℃干燥18小时后，待用；