改性壳聚糖和斜发沸石杂化材料的制备方法技术

本发明专利技术涉及化工新型材料技术领域，具体涉及一种改性壳聚糖和斜发沸石杂化材料的制备方法。（1）环氧丙基三乙基氯化铵的制备；（2）环氧丙基三乙基氯化铵‑壳聚糖的制备；（3）改性壳聚糖和斜发沸石杂化材料的制备。本发明专利技术季铵化壳聚糖已成功地包裹在带有负电荷斜发沸石的外表面，使斜发沸石的粒径增大。由于杂化材料在水相中分散体系的电位高于+30mv，形成了稳定的分散体系。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及化工新型材料
，具体涉及一种改性壳聚糖和斜发沸石杂化材料的制备方法。
技术介绍
沸石是具有硅氧四面体结构的含水网状铝硅酸盐物质，各个硅氧四面体通过位于顶点的氧原子相互连接，形成了许多宽阔的空穴和孔道，这种架构决定了沸石具有较大的比表面积和较强的静电吸引力，因此自从沸石被发现以来，它的功能被不断开发，已在水处理、环境保护等方面广泛应用。斜发沸石作为最常见的沸石品种之一，已有不少文献报道了它作为良好水处理剂的相关研究，然而，由于其孔道中易填充杂物及表面负电性较强等因素，导致其对废水中有机物的吸附量较低，吸附速率较慢。为改善斜发沸石对有机物的吸附性能，本研究以环氧氯丙烷和三乙胺为原料，首先合成了环氧丙基三乙基氯化铵，再用环氧丙基三乙基氯化铵对壳聚糖进行季铵化共价改性得到N-季铵化壳聚糖，然后将环氧丙基三乙基氯化铵-壳聚糖负载到斜发沸石上，制得了改性壳聚糖和斜发沸石杂化材料；环氧丙基三乙基氯化铵的结构和改性壳聚糖和斜发沸石杂化材料的微观形貌、粒径、Zeta电位等分别经傅里叶变换红外光谱仪(FT—IR)，扫描电子显微镜(SEM)、纳米粒度仪和Zeta电位分析仪进行了表征，以腐殖酸为例考察了杂化材料的对有机物的吸附性能。
技术实现思路
本专利技术旨在提出一种改性壳聚糖和斜发沸石杂化材料的制备方法。本专利技术的技术方案在于：改性壳聚糖和斜发沸石杂化材料的制备方法，包括如下步骤：（1）环氧丙基三乙基氯化铵的制备将装有搅拌装置的四口烧瓶置于冰水浴中，加入27.8g环氧氯丙烷和45mL丙酮，搅拌0.5h后，用恒压滴定漏斗滴加10.1g三乙胺，1.5h内加完，在冰水浴中反应0.5h后，25℃下搅拌2.5h，反应结束后立即抽滤、洗涤、干燥，然后将所得产品加入乙酸乙酯中，水浴加热回流1.0h，趁热过滤，所得滤液冷却至10℃以下后抽滤，滤饼用乙酸乙酯洗涤，真空干燥，即得白色针状晶体环氧丙基三乙基氯化铵；（2）环氧丙基三乙基氯化铵-壳聚糖的制备将3g壳聚糖溶胀于100mL3％的醋酸中，用氢氧化钠溶液调节pH值至8-9，待壳聚糖析出完全后，加入30ml异丙醇，搅拌下升温至60℃，加入40mL25％环氧丙基三乙基氯化铵溶液，用盐酸调节pH值至中性，升温至90℃，反应约13h后，静置，抽滤，粗产品经无水乙醇洗涤后，干燥，得环氧丙基三乙基氯化铵-壳聚糖；（3）改性壳聚糖和斜发沸石杂化材料的制备将一定量的斜发沸石浸泡在5％的氢氧化钠溶液中约8h，用盐酸洗涤至中性，干燥，粉碎，在马弗炉中活化后，过300目筛，备用；取环氧丙基三乙基氯化铵-壳聚糖水溶液，搅拌下缓慢加入1g活化沸石，窒温下搅拌24h，离心分离、水洗、干燥至恒重，制成改性壳聚糖和斜发沸石杂化材料。所述的环氧氯丙烷的浓度为0.3mol。所述的三乙胺的浓度为0.1mol。所述的步骤（3）中马弗炉的活化温度为300℃，活化时间为3h。所述的环氧丙基三乙基氯化铵-壳聚糖水溶液的密度为15kg／m3，体积为30mL。本专利技术的技术效果在于：本专利技术季铵化壳聚糖已成功地包裹在带有负电荷斜发沸石的外表面，使斜发沸石的粒径增大。由于杂化材料在水相中分散体系的电位高于+30mv，形成了稳定的分散体系。具体实施方式实施例1改性壳聚糖和斜发沸石杂化材料的制备方法，包括如下步骤：（1）环氧丙基三乙基氯化铵的制备将装有搅拌装置的四口烧瓶置于冰水浴中，加入27.8g环氧氯丙烷和45mL丙酮，搅拌0.5h后，用恒压滴定漏斗滴加10.1g三乙胺，1.5h内加完，在冰水浴中反应0.5h后，25℃下搅拌2.5h，反应结束后立即抽滤、洗涤、干燥，然后将所得产品加入乙酸乙酯中，水浴加热回流1.0h，趁热过滤，所得滤液冷却至10℃以下后抽滤，滤饼用乙酸乙酯洗涤，真空干燥，即得白色针状晶体环氧丙基三乙基氯化铵；（2）环氧丙基三乙基氯化铵-壳聚糖的制备将3g壳聚糖溶胀于100mL3％的醋酸中，用氢氧化钠溶液调节pH值至8-9，待壳聚糖析出完全后，加入30ml异丙醇，搅拌下升温至60℃，加入40mL25％环氧丙基三乙基氯化铵溶液，用盐酸调节pH值至中性，升温至90℃，反应约13h后，静置，抽滤，粗产品经无水乙醇洗涤后，干燥，得环氧丙基三乙基氯化铵-壳聚糖；（3）改性壳聚糖和斜发沸石杂化材料的制备将一定量的斜发沸石浸泡在5％的氢氧化钠溶液中约8h，用盐酸洗涤至中性，干燥，粉碎，在马弗炉中活化后，过300目筛，备用；取环氧丙基三乙基氯化铵-壳聚糖水溶液，搅拌下缓慢加入1g活化沸石，窒温下搅拌24h，离心分离、水洗、干燥至恒重，制成改性壳聚糖和斜发沸石杂化材料。实施例2（1）环氧丙基三乙基氯化铵的制备将装有搅拌装置的四口烧瓶置于冰水浴中，加入30g环氧氯丙烷和45mL丙酮，搅拌0.5h后，用恒压滴定漏斗滴加11g三乙胺，2h内加完，在冰水浴中反应1h后，25℃下搅拌2.5h，反应结束后立即抽滤、洗涤、干燥，然后将所得产品加入乙酸乙酯中，水浴加热回流1.0h，趁热过滤，所得滤液冷却至10℃以下后抽滤，滤饼用乙酸乙酯洗涤，真空干燥，即得白色针状晶体环氧丙基三乙基氯化铵；（2）环氧丙基三乙基氯化铵-壳聚糖的制备将5g壳聚糖溶胀于100mL5％的醋酸中，用氢氧化钠溶液调节pH值至8-9，待壳聚糖析出完全后，加入30ml异丙醇，搅拌下升温至60℃，加入40mL25％环氧丙基三乙基氯化铵溶液，用盐酸调节pH值至中性，升温至90℃，反应约13h后，静置，抽滤，粗产品经无水乙醇洗涤后，干燥，得环氧丙基三乙基氯化铵-壳聚糖；（3）改性壳聚糖和斜发沸石杂化材料的制备将一定量的斜发沸石浸泡在5％的氢氧化钠溶液中约8h，用盐酸洗涤至中性，干燥，粉碎，在马弗炉中活化后，过300目筛，备用；取环氧丙基三乙基氯化铵-壳聚糖水溶液，搅拌下缓慢加入1g活化沸石，窒温下搅拌24h，离心分离、水洗、干燥至恒重，制成改性壳聚糖和斜发沸石杂化材料。其中，所述的环氧氯丙烷的浓度为0.3mol。所述的三乙胺的浓度为0.1mol。所述的步骤（3）中马弗炉的活化温度为300℃，活化时间为3h。所述的环氧丙基三乙基氯化铵-壳聚糖水溶液的密度为15kg／m3，体积为30mL。改性前后韵粒径均呈单峰分布，分布图形基本没发生大的变化，只是改性后整体发生右移。同时斜发沸石的电位为-24.98mV，而本专利技术壳聚糖和斜发沸石杂化材料的电位为+38.46mV。这是因为含有正电性基团的季铵化壳聚糖已成功地包裹在带有负电荷斜发沸石的外表面，使斜发沸石的粒径增大。由于杂化材料在水相中分散体系的电位高于+30mv，形成了稳定的分散体系。本文档来自技高网...

【技术保护点】
改性壳聚糖和斜发沸石杂化材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：（1）环氧丙基三乙基氯化铵的制备将装有搅拌装置的四口烧瓶置于冰水浴中，加入27.8g环氧氯丙烷和45mL丙酮，搅拌0.5h后，用恒压滴定漏斗滴加10.1g三乙胺，1.5h内加完，在冰水浴中反应0.5h后，25℃下搅拌2.5h，反应结束后立即抽滤、洗涤、干燥，然后将所得产品加入乙酸乙酯中，水浴加热回流1.0h，趁热过滤，所得滤液冷却至10℃以下后抽滤，滤饼用乙酸乙酯洗涤，真空干燥，即得白色针状晶体环氧丙基三乙基氯化铵；（2）环氧丙基三乙基氯化铵‑壳聚糖的制备将3g壳聚糖溶胀于100mL 3％的醋酸中，用氢氧化钠溶液调节pH值至8‑9，待壳聚糖析出完全后，加入30ml异丙醇，搅拌下升温至60℃，加入40mL 25％环氧丙基三乙基氯化铵溶液，用盐酸调节pH值至中性，升温至90℃，反应约13h后，静置，抽滤，粗产品经无水乙醇洗涤后，干燥，得环氧丙基三乙基氯化铵‑壳聚糖；（3）改性壳聚糖和斜发沸石杂化材料的制备将一定量的斜发沸石浸泡在5％的氢氧化钠溶液中约8h，用盐酸洗涤至中性，干燥，粉碎，在马弗炉中活化后，过300目筛，备用；取环氧丙基三乙基氯化铵‑壳聚糖水溶液，搅拌下缓慢加入1g活化沸石，窒温下搅拌24h，离心分离、水洗、干燥至恒重，制成改性壳聚糖和斜发沸石杂化材料。...

【技术特征摘要】
1.改性壳聚糖和斜发沸石杂化材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：（1）环氧丙基三乙基氯化铵的制备将装有搅拌装置的四口烧瓶置于冰水浴中，加入27.8g环氧氯丙烷和45mL丙酮，搅拌0.5h后，用恒压滴定漏斗滴加10.1g三乙胺，1.5h内加完，在冰水浴中反应0.5h后，25℃下搅拌2.5h，反应结束后立即抽滤、洗涤、干燥，然后将所得产品加入乙酸乙酯中，水浴加热回流1.0h，趁热过滤，所得滤液冷却至10℃以下后抽滤，滤饼用乙酸乙酯洗涤，真空干燥，即得白色针状晶体环氧丙基三乙基氯化铵；（2）环氧丙基三乙基氯化铵-壳聚糖的制备将3g壳聚糖溶胀于100mL3％的醋酸中，用氢氧化钠溶液调节pH值至8-9，待壳聚糖析出完全后，加入30ml异丙醇，搅拌下升温至60℃，加入40mL25％环氧丙基三乙基氯化铵溶液，用盐酸调节pH值至中性，升温至90℃，反应约13h后，静置，抽滤，粗产品经无水乙醇洗涤后，干燥，得环氧丙基三乙基氯化铵-...

【专利技术属性】
技术研发人员：李长英，
申请(专利权)人：陕西聚洁瀚化工有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61