[发明专利]一种磺基水杨酸修饰壳聚糖/二氧化硅微球及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及重金属吸附技术领域，具体涉及一种磺基水杨酸修饰壳聚糖/二氧化硅微球及其制备方法和应用。本发明提供的磺基水杨酸修饰壳聚糖/二氧化硅微球，包括壳聚糖/二氧化硅微球以及接枝在所述壳聚糖/二氧化硅微球表面的磺基水杨酸。在本发明中，磺基水杨酸修饰壳聚糖/二氧化硅微球能够显著提高铜离子的吸附性能；此外，当捕捉到二价铜离子时，磺基水杨酸修饰壳聚糖/二氧化硅微球本身发生了明显的颜色变化，其微球由白色变成了绿色，铜离子的浓度和磺基水杨酸修饰壳聚糖/二氧化硅微球的颜色变化呈线性关系，可用于水溶液中铜离子的可视化定量分析。

技术领域

本发明涉及重金属吸附技术领域，具体涉及一种磺基水杨酸修饰壳聚糖/二氧化硅微球及其制备方法和应用。

背景技术

随着我国工业化水平的提高，水体中的重金属污染越来越严重，在众多污染中，铜污染因分布的范围广泛，使得铜污染的治理迫在眉睫。铜污染在一些金属加工、有机合成、机械制造以及化工行业的工业废水中都存在。铜污染的废水对农业生产有着极大的影响，若使用铜污染的废水浇灌农作物，会造成农作物生长不良，对于含铜废水的治理引起了广大研究者的兴趣。目前已经有许多关于检测和去除水中铜离子污染的报道，但是都是单独研究检测或者去除的研究，对于能同步去除和检测水中重金属离子的报道少之又少。

因此，目前急需一种能够同步吸附和检测铜离子的材料，以满足工业和农业生产的需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种磺基水杨酸修饰壳聚糖/二氧化硅微球及其制备方法和应用，本发明提供的磺基水杨酸修饰壳聚糖/二氧化硅微球对铜离子具有优异的吸附能力，而且当捕捉到铜离子后，磺基水杨酸修饰壳聚糖/二氧化硅微球本身会发生明显的颜色变化，能够同步检测铜离子。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种磺基水杨酸修饰壳聚糖/二氧化硅微球，包括壳聚糖/二氧化硅微球以及接枝在所述壳聚糖/二氧化硅微球表面的磺基水杨酸。

优选地，所述磺基水杨酸修饰壳聚糖/二氧化硅微球为圆球形，表面光滑，粒径为280～320nm。

优选地，所述壳聚糖/二氧化硅微球的结构为核壳结构，二氧化硅为壳，壳聚糖为核。

优选地，所述磺基水杨酸与壳聚糖/二氧化硅微球通过酰胺键连接，所述磺基水杨酸的接枝量为4.2～6.4wt％。

本发明提供了上述技术方案所述磺基水杨酸修饰壳聚糖/二氧化硅微球的制备方法，包括以下步骤：

以正硅酸乙酯和壳聚糖为原料，制备得到壳聚糖/二氧化硅微球；

将所述壳聚糖/二氧化硅微球和氨基硅烷化试剂混合，在氮气气氛中进行接枝反应，得到氨基改性壳聚糖/二氧化硅微球；

将所述氨基改性壳聚糖/二氧化硅微球和磺基水杨酸在水中混合，进行脱水缩合反应，得到磺基水杨酸修饰壳聚糖/二氧化硅微球。

优选地，所述壳聚糖/二氧化硅微球的制备方法包括以下步骤：

将浓氨水、乙醇和水混合，得到碱性前驱液；

将正硅酸乙酯和壳聚糖在乙醇中混合，得到原料混合液；

将所述原料混合液和碱性前驱液混合，进行水解反应，得到壳聚糖/二氧化硅微球。

优选地，所述正硅酸乙酯和壳聚糖的用量比为5～20mL：0.5g。

优选地，所述氨基硅烷化试剂为3-氨基丙基三甲氧基硅烷；所述壳聚糖/二氧化硅微球和氨基硅烷化试剂的用量比为1g:0.5～2mL。

优选地，所述氨基改性壳聚糖/二氧化硅微球和磺基水杨酸的质量比为0.5:1～3。