[发明专利]一种腐植酸/β-环糊精聚合物、复合微球及其制备方法

说明书

本发明公开了一种新型腐植酸/β‑环糊精聚合物及复合微球，将腐植酸引入β‑环糊精微球中，以腐植酸(HA)和β‑环糊精(β‑CD)为原料，N,N‑亚甲基双丙烯酰胺(MBAA)为交联剂，过硫酸钾/亚硫酸氢钠为引发剂，一定质量配比的Span‑80与Tween‑20为乳化剂，选择液体石蜡作为油相分散剂，通过反相乳液聚合的合成方法，制备腐植酸/β‑环糊精复合微球(CSM)。本方法原料廉价，来源广泛，反应条件温和，环境友好、操作方法简单。

技术领域

本发明属于功能高分子技术领域，涉及一种腐植酸/β-环糊精聚合物、复合微球及其制备方法。

背景技术

重金属废水造成的污染日益严重，对生态环境和人体健康构成了巨大的潜在威胁，这些废水必须经过严格处理方可排放。采用氧化还原法、化学沉淀法、离子交换法、膜分离法或生物修复等方法，虽然可对水中重金属进行处理，但这些方法不是成本过高，就是在技术上存在一定的缺陷。因此，开发价格低廉的、高效的重金属吸附剂具有重要的现实意义。

腐植酸属于煤质类材料的一种，主要是大分子芳香族化合物，它们含有羧基、羟基、羰基等含氧活性功能基团，腐植酸由于其在结构上的复杂性及含有多种活性官能团，使其表现出独特的化学性能，具有酸性、界面活性、亲水性、阳离子交换能力以及对金属离子的吸附能力等多种性能，还具有氧化还原、催化以及自身氧化交联等性能，尤其在对金属离子的吸附方面具有很强的络合能力。

β-环糊精(β-cyclodextrin, β-CD)是由7个葡萄糖分子以1,4-甙键相连的中空环状低聚糖化合物。β-CD经高分子化后既保持了原有的环内疏水、环外亲水空腔结构和缓控释、催化和识别的能力，增强了β-CD空穴的疏水性，从而促进了包合作用的进行，又兼具高聚物较好的机械强度和化学可调性等。目前，把β-CD交联成微球，并对其性能进行测定的研究相对较多，国外倾向于研究它的分离、手性拆分等，国内侧重于其对重金属、有机物的吸附，是一种有巨大开发潜力的吸附材料。

发明内容

β-环糊精微球是一种以制备工艺相对成熟吸附材料，主要用于医药领域及废水处理中对有机物和金属离子的吸附，这恰恰是β-环糊精微球良好生物相容性、良好生物降解性、良好稳定性和良好机械强度等性质的充分利用体现。同时因为材料为微球状，且粒径可控，其扩散阻力小、传质速度快。此外可以通过表面修饰、调控其孔结构和表面官能团等方式优化吸附性能，从而可制备出适合于不同应用领域和范围的污染物吸附和选择性吸附剂。这对于发展环境保护技术、贵重金属及放射性元素的回收和浓缩技术等重要的意义。

本发明基于腐植酸独特的化学性能和β-环糊精微球自身结构所赋予的良好的吸附性能，旨在利用腐植酸对β-环糊精制备出一种对重金属离子及贵重金属具有良好吸附性的腐植酸/β-环糊精复合微球。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种腐植酸/β-环糊精复合微球的制备方法，将腐植酸引入β-环糊精微球中，以腐植酸(HA)和β-环糊精(β-CD)为原料，N,N-亚甲基双丙烯酰胺(MBAA)为交联剂，过硫酸钾/亚硫酸氢钠为引发剂，一定质量配比的Span-80与Tween-20为乳化剂，选择液体石蜡作为油相分散剂，通过反相乳液聚合的合成方法，制备腐植酸/β-环糊精复合微球(CSM)。具体包括以下步骤：

1）相对配比下称取一定质量的腐植酸HA，于NaOH溶液中搅拌溶解，调节pH至8-9，制得溶液A；

2）相对配比下称取一定质量的β-环糊精，于30mL的蒸馏中，与溶液A于一定温度下加热搅拌使其溶解成均相溶液作为水相，制得溶液B；

3）向溶液B中加入一定质量的交联剂N,N-亚甲基双丙烯酰胺MBAA，引发剂过硫酸钾，保持一定温度水浴交联若干小时，制得溶液C；