[发明专利]一种壳聚糖接枝物及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种壳聚糖接枝物及其制备方法和应用。包括以下步骤：将壳聚糖溶解在酸性溶液中，然后与有机溶剂混合；加入乙二胺四乙酸二酐接枝单体(EDTAD)，并在60～80℃、惰性气体保护下进行接枝聚合反应；反应结束后洗涤、烘干，得到壳聚糖接枝物。本发明所涉及的接枝反应是壳聚糖上的酰化反应，反应过程简单，易于操作。可通过改变主体和接枝单体的质量配比以及反应条件，来控制螯合吸附剂的吸附性能。可通过洗脱法将吸附剂吸附后的金属离子进行回收，吸附剂可继续投入使用，具有良好的可持续性和环保保护性。

技术领域

本发明属于材料技术领域，具体涉及一种壳聚糖接枝物及其制备方法和应用。

背景技术

尾矿坝是由尾矿堆积碾压而成的坝体，主要用于堆存金属和非金属矿山进行矿石选别后排出的尾矿或工业废渣。一般情况下，坝体高度可达几十米甚至上百米。尾矿库与通常概念中的水库不同，水库需要抬高水位，故坝体主要用来防渗，而尾矿库则需要排渗，否则水位抬高后容易导致溃坝。坝内存在的废液中存在淤堵离子(如钙离子、亚铁离子)，在特定的化学环境下沉淀，形成不溶于水的化合物，堵塞排渗管道和多孔介质，最终导致溃坝。如此庞人的岩土体一旦溃坝会引起滑坡泥石流等重大灾害，引起重大人员伤亡、财产损失和环境污染。

尾矿坝的淤堵主要是物理淤堵和化学淤堵，目前国内外主要针对淤堵的处理主要以物理的方法来进行，通过尾矿坝模拟实验、流体实验和建立数学模型，来改变这一多孔介质过滤系统，它存在适用性低(完全视尾矿坝的内部情况而定)、防淤堵性能一般、经济性差等问题，这使在尾矿坝防淤堵的应用受到限制。而通过化学的方法防淤堵的研究却很少。

发明内容

本发明目的在于提供一种壳聚糖接枝物及其制备方法，该方法原料及工艺较为简单、成本低，得到的壳聚糖接枝物作为螯合吸附剂具有良好的吸附性以及环境适应性，且不会造成环境污染，对于尾矿坝的淤堵具有很好的治理效果。

为达到上述目的，采用技术方案如下：

一种壳聚糖接枝物，具有以下结构式：

上述壳聚糖接枝物的制备方法，包括以下步骤：

将壳聚糖溶解在酸性溶液中，然后与有机溶剂混合；

加入乙二胺四乙酸二酐接枝单体(EDTAD)，并在60～80℃、惰性气体保护下进行接枝聚合反应；

反应结束后洗涤、烘干，得到壳聚糖接枝物。

按上述方案，所述酸性溶液为浓度2wt％的冰醋酸。

按上述方案，所述的有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺。

按上述方案，壳聚糖与乙二胺四乙酸二酐接枝单体的质量比为1:(1～4)。

按上述方案，所述乙二胺四乙酸二酐接枝单体按以下方式制备而来：

将乙二胺四乙酸(EDTA)悬浮于无水吡啶中，然后在惰性气体保护下加入无水乙酸酐，搅拌并升温至60-70℃；

惰性气体保护下冷却过滤，洗涤、烘干得到乙二胺四乙酸二酐接枝单体EDTAD。

按上述方案，乙二胺四乙酸、吡啶、乙酸酐的用量摩尔比为1:(5～7):(4～6)。

上述壳聚糖接枝物作为尾矿坝吸附剂的应用。

本发明乙二胺四乙酸二酸酐接枝壳聚糖的接枝物的反应过程如下所示：