壳聚糖接枝金属离子印记复合吸附剂的制备方法技术

本发明专利技术涉及壳聚糖接枝金属离子印记复合吸附剂的制备方法：以壳聚糖为初始原料，与金属离子形成配合物，得金属离子印记壳聚糖；然后，以金属离子印记壳聚糖为基础，以甘氨酸对其进行接枝，得接枝的金属离子印记壳聚糖；最后，以上述接枝的金属离子印记壳聚糖为母体，与二氧化锰进行复合，制备得壳聚糖接枝金属离子印记复合吸附剂。通过本发明专利技术提供的方法制备得到的壳聚糖接枝金属离子印记复合吸附剂，具有生产成本低，对重金属离子选择性高，稳定性好，吸附容量大的优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于吸附剂制作
，具体涉及壳聚糖接枝金属离子印记复合吸附剂的制备方法。
技术介绍
壳聚糖(chitosan)是由甲壳素经过脱乙酰作用得到的，化学名称为聚葡萄糖胺(1-4)-2-氨基-B-D葡萄糖，在近些年壳聚糖及其衍生物在水处理中的应用越来越受到人们的重视，其在水处理中的主要作用是絮凝，同时，壳聚糖及其衍生物是非常好的绿色重金属离子螯合吸附剂，可处理工业废水，电镀废水。壳聚糖对许多物质具有鳌合吸附作用，其分子中的氨基及与氨基相邻的羟基与许多离子能形成稳定的鳌合物，用于治理重金属废水、净化自来水及在湿法冶金中分离金属离子等。但是传统的壳聚糖吸附剂多为粉末状固体，难以实现固液分离，不但影响出水水质而且增加使用成本。由于配位键作用下的胺基或羟基官能团之间及其与金属离子之间的距离较大，胺基或羟基仍然具有反应活性，可以与后期引入的交联剂发生反应，而丧失对金属离子的配位吸附能力。因此，金属离子的预配位虽然能在一定程度上提高交联壳聚糖对金属离子的吸附能力，仍不能令人满意。另外壳聚糖在酸性条件下易溶解，极大地限制了壳聚糖的pH适用范围。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的缺陷和不足，本专利技术提供了壳聚糖接枝金属离子印记复合吸附剂的制备方法。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：该技术方案主要包括以下步骤：(1)首先，以壳聚糖为初始原料，与金属离子形成配合物，得金属离子印记壳聚糖；(2)然后，以上述金属离子印记壳聚糖为基础，以甘氨酸对其进行接枝，得接枝的金属离子印记壳聚糖；(3)最后，以上述接枝的金属离子印记壳聚糖为母体，与二氧化锰进行复合，制备得壳聚糖接枝金属离子印记复合吸附剂。所述方法进一步包括：(1)以1～8％(wt％)的醋酸水溶液为溶剂，以金属盐、壳聚糖为溶质，配制浓度为5～60g/L的壳聚糖溶液，在40～80℃的温度下搅拌1～8小时，制得壳聚糖金属配合物溶液；将其与碱性凝固液接触，制备直径为1.0～10.0mm的壳聚糖金属配合物；(2)甘氨酸加入质量分数为70％的乙醇中溶解，然后用稀盐酸调pH为4～6.5；将壳聚糖金属配合物加入所配甘氨酸溶液中，在氮气保护下，以100～230r/min的速度搅拌20～60min，接着在30min内，匀速滴加定量碳化二亚胺类脱水剂后，继续反应20min；反应完全后，离心，沉淀物先用无水乙醇反复洗涤；然后用去离子水洗涤至洗涤液无板口反应为止，制得接枝的金属离子印记壳聚糖。(3)将接枝的金属离子印记壳聚糖浸泡在0.05～0.3mol/L的高锰酸钾溶液中1～4小时，煮沸，然后向煮沸的溶液中滴加过量的HCl溶液，直到溶液澄清，得负载有二氧化锰的金属离子印记交联壳聚糖；过滤后，用去离子 水反复冲洗直到pH中性，即得壳聚糖接枝金属离子印记复合吸附剂。所述步骤(1)中的金属离子为铜、钴、镍、镉、铬、锌、铅、银或铁中的任一种，金属离子的用量为按每克壳聚糖加入4.5mmol。所述步骤(2)中的接枝过程中所用碳化二亚胺类脱水剂优选N,N'-二环己基碳二亚胺(DCC)乙醇溶液或1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐/1-羟基苯并三唑(EDCI/HOBT)；滴加用量为10～220mg/L。所述步骤(3)中滴加过量的HCl溶液直到溶液澄清后，继续加入等量的高锰酸钾，再次煮沸后，继续滴加过量的HCl溶液直到溶液再次澄清。同现有技术相比，本专利技术的有益效果为：通过本专利技术提供的方法制备得到的壳聚糖接枝金属离子印记复合吸附剂，具有生产成本低，对重金属离子选择性高，稳定性好，吸附容量大的优点。具体实施方式本专利技术实施方式主要提供壳聚糖接枝金属离子印记复合吸附剂的制备方法，为便于很好的理解，下面结合具体实施例对本专利技术作进一步说明，但本专利技术的内容并不限于此。对壳聚糖接枝金属离子印记复合吸附剂的制备方法，主要包括以下步骤：(1)首先，以壳聚糖为初始原料，与金属离子形成配合物，得金属离子印记壳聚糖；(2)然后，以上述金属离子印记壳聚糖为基础，以甘氨酸对其进行接枝，得接枝的金属离子印记壳聚糖；(3)最后，以上述接枝的金属离子印记壳聚糖为母体，与二氧化锰进行复合，制备得壳聚糖接枝金属离子印记复合吸附剂。实际中具体的制备方法，按下述步骤进行：以1％(wt％)的醋酸水溶液为溶剂，以金属盐、壳聚糖为溶质，配制浓度为60g/L的壳聚糖溶液，在80℃的温度下搅拌8小时，制得壳聚糖金属配合物溶液；将其与碱性凝固液接触，制备直径为10.0mm的壳聚糖金属配合物；甘氨酸加入质量分数为70％的乙醇中溶解，然后用稀盐酸调pH为6.5；将壳聚糖金属配合物加入所配甘氨酸溶液中，在氮气保护下，以230r/min的速度搅拌60min，接着在30min内，匀速滴加定量碳化二亚胺类脱水剂后，继续反应20min；反应完全后，离心，沉淀物先用无水乙醇反复洗涤；然后用去离子水洗涤至洗涤液无板口反应为止，制得接枝的金属离子印记壳聚糖。将接枝的金属离子印记壳聚糖浸泡在0.3mol/L的高锰酸钾溶液中4小时，煮沸，然后向煮沸的溶液中滴加过量的HCl溶液，直到溶液澄清，得负载有二氧化锰的金属离子印记交联壳聚糖；过滤后，用去离子水反复冲洗直到pH中性，即得壳聚糖接枝金属离子印记复合吸附剂。通过本专利技术提供的方法制备得到的壳聚糖接枝金属离子印记复合吸附剂，具有生产成本低，对重金属离子选择性高，稳定性好，吸附容量大的优点。本文档来自技高网...

【技术保护点】
壳聚糖接枝金属离子印记复合吸附剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)首先，以壳聚糖为初始原料，与金属离子形成配合物，得金属离子印记壳聚糖；(2)然后，以上述金属离子印记壳聚糖为基础，以甘氨酸对其进行接枝，得接枝的金属离子印记壳聚糖；(3)最后，以上述接枝的金属离子印记壳聚糖为母体，与二氧化锰进行复合，制备得壳聚糖接枝金属离子印记复合吸附剂。

【技术特征摘要】
1.壳聚糖接枝金属离子印记复合吸附剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)首先，以壳聚糖为初始原料，与金属离子形成配合物，得金属离子印记壳聚糖；(2)然后，以上述金属离子印记壳聚糖为基础，以甘氨酸对其进行接枝，得接枝的金属离子印记壳聚糖；(3)最后，以上述接枝的金属离子印记壳聚糖为母体，与二氧化锰进行复合，制备得壳聚糖接枝金属离子印记复合吸附剂。2.根据权利要求1所述壳聚糖接枝金属离子印记复合吸附剂的制备方法，包括金属离子印记、接枝改性和与二氧化锰复合过程，其特征在于：所述金属离子印记过程包括以下步骤：(1)以1～8％(wt％)的醋酸水溶液为溶剂，以金属盐、壳聚糖为溶质，配制浓度为5～60g/L的壳聚糖溶液，在40～80℃的温度下搅拌1～8小时，制得壳聚糖金属配合物溶液；(2)将上述(1)中制得的所述壳聚糖金属配合物溶液与碱性凝固液接触，制备直径为1.0～10.0mm的壳聚糖金属配合物。3.根据权利要求1所述壳聚糖接枝金属离子印记复合吸附剂的制备方法，包括金属离子印记、接枝改性和与二氧化锰复合过程，其特征在于：所述接枝改性过程包括以下步骤：(1)甘氨酸加入质量分数为70％的乙醇中溶解，然后用稀盐酸调pH为4～6.5；(2)将壳聚糖金属配合物加入(1)中所配甘氨酸溶液中，在氮气保护
\t下，以100～230r/min的速度搅拌20～60min，接着在30min内，匀速滴加定量碳化二亚胺类脱水剂后，继续反应20min；(3)反应完全后，离心，沉淀物先用无水乙醇反复洗涤；...

【专利技术属性】
技术研发人员：李孟顺，
申请(专利权)人：西安以锵电子科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61