[发明专利]一种壳聚糖/云母/PEI复合材料的制备方法及其应用

说明书

本发明提供一种壳聚糖/云母/PEI复合材料的制备方法，涉及复合材料制备技术领域，本发明的壳聚糖/云母/PEI复合材料的制备方法的制备过程包括以下步骤：(1)制备壳聚糖乙酸溶液、(2)制备壳聚糖/云母复合材料、(3)制备壳聚糖/云母/PEI复合材料；本发明以壳聚糖/乙酸体系再生复合材料为研究对象，通过物理共混方法制备了壳聚糖/云母改性复合材料，然后以环氧氯丙烷为交联剂与聚乙烯亚胺反应制备出新型的壳聚糖/云母/PEI有机‑无机复合材料，并将其应用于吸附亚硒酸中的Se(Ⅳ)，对水体中过量的Se(Ⅳ)进行收集再利用，不仅可以解决硒的危险问题，经过适当的处理即可作为控释硒肥。

【技术领域】

本发明涉及复合材料制备技术领域，具体涉及一种壳聚糖/云母/PEI复合材料的制备方法及其应用。

【背景技术】

硒(Selenium，Se)是生命必需的一种微量元素，是硒代半胱氨酸和含硒酶如过氧化物酶的必需组分，在抗癌、抗氧化等方面发挥重要作用。研究发现施用硒可以抵御植物体内自由基伤害、促进植物的生长发育，同时还可以抵抗重金属，提高植株的抗逆性。不同形态硒作为饲料添加剂对水生生物生长发育有促进作用，可以提高机体免疫力和抗氧化性。

但是，亚硒酸及其盐具有很强的生物毒性，且其水溶性强、容易流失等特。随着硒在电子工业、农业中的广泛应用，因其不当使用、过量排放，将会对生态环境造成严重的污染。目前，吸附法因其操作方便、分离效果好，是对于水体中亚硒酸及其盐Se(Ⅳ)的去除主要方法之一。而且吸附在可降解材料上的硒源可作为缺少硒土壤中的营养剂，或者用于硒源的添加剂。因此，采用吸附法对水体中过量的Se(Ⅳ)进行收集再利用，不仅可以解决硒的危险问题，经过适当的处理即可作为硒肥。

壳聚糖的分子结构中含有大量的胺基和羧基，因此其对重金属也有很好的吸附作用，然而，由于其机械性能弱，在酸性条件下容易降解和不稳定，并且其应用也受到限制。通过化学反应修饰壳聚糖分子链上胺基和羟基，得到改性壳聚糖，由于胺基氮原子上的孤对电子具有良好的亲核性，故而对壳聚糖分子进行胺基化学改性的研究比较多。

但是作为吸附材料而言，上述这些改性反而不利壳聚糖的吸附性能的提升。首先，通过胺基反应改性壳聚糖，不仅降低了可季铵化的氨基的数量，使得吸附能力的降低，而且随着水溶性的增大，不利于吸附后材料从水体中分离出来。

作为天然高分子物质，壳聚糖的吸附性能又受到其自身物理形态、脱乙酰度及体系pH值的影响。因此，对其进行物理和化学改性是提高壳聚糖吸附性能、扩大应用范围的必要手段。目前，壳聚糖复合在对于吸附重金属离子方面应用较多，技术较成熟，但其用于对Se(Ⅳ)吸附性能的研究鲜少有报道。

由此可见，研究开发合适的Se(Ⅳ)吸附剂对预防其潜在的危害并进行收集再利用具有积极的意义。

【发明内容】

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种壳聚糖/云母/PEI复合材料的制备方法，本发明以壳聚糖/乙酸体系再生复合材料为研究对象，通过物理共混方法制备了壳聚糖/云母改性复合材料，然后以环氧氯丙烷为交联剂与聚乙烯亚胺反应制备出新型的壳聚糖/云母/PEI有机-无机复合材料。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：

一种壳聚糖/云母/PEI复合材料的制备方法，步骤如下：

(1)制备壳聚糖乙酸溶液：称取0.3-0.35g的壳聚糖，将其溶解于8-12mL的稀乙酸溶液中，得到壳聚糖乙酸溶液，备用；

(2)制备壳聚糖/云母复合材料：在壳聚糖乙酸溶液中，加入与壳聚糖质量比为1:1-4的云母粉，将其搅拌充分溶解后，转移到注射器中，然后将注射器中的溶液滴入NaOH溶液中，形成小球，待凝结后取出，过滤并洗涤至中性，而后进行干燥，得到壳聚糖/云母复合材料，备用；