[发明专利]阳离子型右旋糖酐基聚合物、制备及作为絮凝剂的应用

说明书

本发明公开了一种阳离子型右旋糖酐基聚合物的制备方法，其是在无氧条件下，向右旋糖酐溶液中加入过硫酸钾搅拌15‑20min，添加METAC于65‑75℃下反应2‑4h，加入乙醇获得沉淀，纯化洗涤后干燥，得到白色干燥固体颗粒，即为阳离子型右旋糖酐基聚合物，所述右旋糖酐溶液是将蔗糖溶液通过右旋糖酐蔗糖酶的酶催化发酵反应获得。与市售有机絮凝剂相比，本发明的絮凝剂安全无毒无公害，无任何对环境有危害的成分，实现了绿色生物絮凝剂的工业化生产与应用。并且，基于生物高分子的基本骨架结构，接枝后的衍生物仍然可以再生，并具有良好的可生物降解性和生物相容性，符合可持续发展的生态观。

技术领域

本发明涉及生物多糖基絮凝剂领域，特别是涉及一种阳离子型右旋糖酐衍生物类絮凝剂及其制备方法。

背景技术

随着工业的飞速发展及人口的增长，越来越多的地表水与地下水受到不同程度的污染，水质恶化、水资源短缺已经是当今社会迫切需要解决的巨大难题。在水处理领域，絮凝技术是应用最多也最关键的一步工序，而絮凝效率的高低主要取决于絮凝剂种类的选择。在过去几十年中，无机絮凝剂(铝盐与铁盐等)与合成的一些有机聚合物(如聚丙烯酰胺)在絮凝工序中得到了广泛的应用，但是也导致了严重的二次污染与新的环境问题。而源自生物质原料，海洋资源和微生物的天然多糖作为合成聚合物产品具有良好的反应活性和环境友好性，正迅速成为对人体有害的有机高分子聚合物的可行性替代品。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种绿色环保、可生物降解的阳离子型右旋糖酐基聚合物、制备及作为絮凝剂在水体污染物处理中的应用。

本发明的一种阳离子型右旋糖酐基聚合物的制备方法，其是在无氧条件下，向右旋糖酐溶液中加入过硫酸钾搅拌15-20min，添加METAC于65-75℃下反应2-4h，加入乙醇获得沉淀，纯化洗涤后干燥，得到白色干燥固体颗粒，即为阳离子型右旋糖酐基聚合物。

上述所述阳离子型右旋糖酐基聚合物的制备方法中，优选的，所述右旋糖酐溶液是将蔗糖溶液通过右旋糖酐蔗糖酶的酶催化发酵反应获得。具体可通过如下方法制备：采用pH＝5.0-5.5的乙酸-乙酸钙缓冲溶液配制蔗糖溶液，在所述蔗糖溶液中添加右旋糖酐蔗糖酶进行酶催化发酵反应，于20-28℃下反应至动力粘度达到8000-10000CPS，终止反应，采用乙醇醇沉高分子量右旋糖酐并洗涤2-3次后溶于水中，得到固含量为5-10％的高分子右旋糖酐溶液。其中，所述的右旋糖酐蔗糖酶是一种以蔗糖为底物催化合成右旋糖酐的水解合成酶，其可为本领域公知的由肠膜状明串珠菌产生，也可以为能够高表达右旋糖酐蔗糖酶的基因工程菌产生如中国专利CN101363009A，也可以为如中国专利CN105132390A所述利用混菌发酵制备产生。

所述蔗糖溶液的摩尔浓度为0.55～0.75mol/L，其是采用pH＝5.0-5.5的乙酸-乙酸钙缓冲溶液配制得到，所述右旋糖酐蔗糖酶的浓度为5.0～6.0U/mL。

上述所述阳离子型右旋糖酐基聚合物的制备方法中，优选的，所述过硫酸钾的加入量为右旋糖酐质量的3％作为自由基引发剂。

上述所述阳离子型右旋糖酐基聚合物的制备方法中，优选的，所述METAC与右旋糖酐的摩尔比为3:1。

上述所述阳离子型右旋糖酐基聚合物的制备方法得到的阳离子型右旋糖酐基聚合物可作为絮凝剂应用。

优选的，其作为絮凝剂可在水体污染物处理中应用，所述水体污染物可以是无机杂质如高岭土等，也可以为阴离子组分或者带有阴离子基团的大分子组分等。

优选的，其作为絮凝剂在制糖工业中的应用。

优选的，其作为絮凝剂在染料污染物处理中的应用。

优选的，因其为阳离子型絮凝剂，故其尤其可用于溶液中阴离子组分或者带有阴离子基团的大分子组分的絮凝处理。