改性氧化单壁碳纳米角及其制备方法和应用及吸附抗生素的方法技术

本发明专利技术公开了一种改性氧化单壁碳纳米角及其制备方法和应用及吸附抗生素的方法，所述改性氧化单壁碳纳米角含有修饰剂和被所述修饰剂所修饰的氧化单壁碳纳米角；其中，所述修饰剂通过酰胺化反应制备得到，其中胺基源为壳寡糖，酰基源为硬脂酸、脱氧胆酸、亚麻酸、油酸和棕榈酸中的一种或多种。修饰剂中的酰基源，发挥了疏水和对氧化单壁碳纳米角的亲和性强的特点，在氧化单壁碳纳米角上堆积缠绕，修饰剂中壳寡糖端发挥了亲水性作用，提高了改性氧化单壁碳纳米角的亲水程度，抑制了氧化单壁碳纳米角的团聚，利于改性氧化单壁碳纳米角在水溶液中分散。

Modified oxidized single walled carbon nanometers and their preparation methods and applications and methods to adsorb antibiotics

The invention discloses a method for modified oxidized single-walled carbon nanohorns and its preparation method and application of antibiotics adsorption, the modified oxidized single-walled carbon nanohorns containing modifier and modified by the oxidizing agent modified single-walled carbon nanohorns; wherein, the modifying agent by amidation prepared by reaction, the amine source of chitosan, acyl source for stearic acid, deoxycholic acid, linolenic acid, oleic acid and palmitic acid in one or more. The source of acyl modifier, play hydrophobic and oxidation of single-walled carbon nanohorns affinity and strong features, winding accumulation in the oxidation of single-walled carbon nanohorns, modification agent of chitosan oligosaccharide hydrophilic side to play a role, improve the degree of hydrophilic modified oxidized single-walled carbon nanohorns, suppression the oxidation of single-walled carbon nanohorns reunion, to modified oxidized single-walled carbon nanohorns dispersed in aqueous solution.

【技术实现步骤摘要】
改性氧化单壁碳纳米角及其制备方法和应用及吸附抗生素的方法
本专利技术涉及改性氧化单壁碳纳米角，具体地，涉及一种改性氧化单壁碳纳米角及其制备方法和应用及吸附抗生素的方法。
技术介绍
抗生素是一类新型的有机环境污染物，主要来源于抗生素生产业、医疗卫生业、畜牧养殖业、水产养殖业等。抗生素不能为人体及牲畜完全吸收，绝大部分会以药物原型或者其代谢产物的形式排入环境，不但会诱导产生抗生素耐药菌株，还会危害生态环境和人体健康。环丙沙星为合成的第三代喹诺酮类抗菌药物，具广谱抗菌活性，杀菌效果好，当此类抗生素被使用后，其中百分之五十以原型形式通过尿液及粪便排入环境中，其高度亲水性以及不易挥发的特性使其在水环境中蓄积。目前抗生素废水处理方法的研究主要集中在高级氧化法、特殊生物降解、光解、组合工艺等，但成本比较高，并有可能产生二次污染。吸附法处理抗生素是一种非破坏方法，具有成本低、操作方便、污染物脱除率高且无高毒性代谢物等优点，成为环境污染物治理技术中最具应用前景的方法之一。近年来，氧化单壁碳纳米角引起人们极大的兴趣，它是一种新型的碳纳米材料，类似于截短的碳纳米管，其一端为独特的角锥形封闭结构。碳纳米角具有比表面积大、电导率高、机械性能好、长径比大等优越的物理化学性质，因此科学家们竞相研究其在传感器、催化剂载体、药物载体等领域的应用。碳纳米角的比表面积可达400平方米/克，经氧化处理后，比表面积达到1300-1400平方米/克。此外，氧化单壁碳纳米角具有中空结构且吸附性能强，这种独特的结构和性质使其与有机化合物有很好的亲和力。因此，氧化单壁碳纳米角可作为吸附剂使用。但是，氧化单壁碳纳米角本身为疏水材料，在水中分散程度不好，易发生聚集，限制了其作为水溶液中的吸附剂的应用。
技术实现思路
本专利技术的目的是一种改性氧化单壁纳米角及其制备方法和应用及吸附抗生素的方法，通过修饰剂用非共价修饰的方法对氧化单壁碳纳米角进行改性，修饰剂的疏水部分与氧化单壁碳纳米角的疏水管壁进行堆积或缠绕，而修饰剂中亲水部分与分散介质中的水或极性溶剂作用，从而抑制了氧化单壁碳纳米角的团聚，改善了它的分散性。在此过程中不改变氧化单壁碳纳米角表面的电子结构，保持其本身的性质。为了实现上述目的，本专利技术提供了一种改性氧化单壁碳纳米角，所述改性氧化单壁碳纳米角含有修饰剂和被所述修饰剂所修饰的氧化单壁碳纳米角；其中，所述修饰剂通过酰胺化反应制备得到，其中胺基源为壳寡糖，酰基源为硬脂酸、脱氧胆酸、亚麻酸、油酸和棕榈酸中的一种或多种。本专利技术还提供一种制备前文所述的改性氧化单壁碳纳米角的方法，包括以下步骤：(1)将酰基源化合物于乙醇中超声溶解，再加入1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺，N-羟基琥珀酰亚胺，避光搅拌，进行活化反应，得活化的酰基源化合物，其中，酰基源为硬脂酸、脱氧胆酸、亚麻酸、油酸和棕榈酸中的一种或多种；(2)将壳寡糖溶于水中，加入活化的酰基源化合物，加热反应，反应结束后加入乙醇离心，去除杂质，得修饰剂；(3)将氧化单壁碳纳米角、水进行混合，加入修饰剂，超声，离心去上清液，保留沉淀物。另外，本专利技术还提供一种前文所述的改性氧化单壁碳纳米角在吸附抗生素中的应用。不仅如此，本专利技术还提供一种吸附抗生素的方法，包括将前文所述的改性氧化单壁碳纳米角与含有抗生素的溶液相混合的步骤。通过上述技术方案，本专利技术用修饰剂对氧化单壁碳纳米角进行改性制备了改性氧化单壁碳纳米角，其中修饰剂通过酰胺化反应得到，胺基源为壳寡糖，酰基源为硬脂酸、脱氧胆酸、亚麻酸、油酸和棕榈酸中的一种或多种。这样，修饰剂中的酰基源：硬脂酸或脱氧胆酸或亚麻酸或油酸或棕榈酸，发挥了疏水和对氧化单壁碳纳米角的亲和性强的特点，在氧化单壁碳纳米角上堆积缠绕，修饰剂中壳寡糖端发挥了亲水性作用，大大提高了改性氧化单壁碳纳米角的亲水程度，抑制了氧化单壁碳纳米角的团聚，改善了它的分散性，利于改性氧化单壁碳纳米角在水溶液中分散。在此过程中，不改变氧化单壁碳纳米角表面的电子结构，保持氧化单壁碳纳米角本身的性质。本专利技术的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。附图说明附图是用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本专利技术，但并不构成对本专利技术的限制。在附图中：图1(A)是氧化单壁碳纳米角的透射电镜图；图1(B)是实施例1中的改性氧化单壁碳纳米角的透射电镜图；图2是检测例3中的热重分析图；图3检测例4中紫外光谱分析图。具体实施方式以下对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。本专利技术提供了一种改性氧化单壁碳纳米角，所述改性氧化单壁碳纳米角含有修饰剂和被所述修饰剂所修饰的氧化单壁碳纳米角；其中，所述修饰剂通过酰胺化反应制备得到，其中胺基源为壳寡糖，酰基源为硬脂酸、脱氧胆酸、亚麻酸、油酸和棕榈酸中的一种或多种。通过上述技术方案，本专利技术用修饰剂对氧化单壁碳纳米角进行改性制备了改性氧化单壁碳纳米角，其中修饰剂通过酰胺化反应得到，胺基源为壳寡糖，酰基源为硬脂酸、脱氧胆酸、亚麻酸、油酸和棕榈酸中的一种或多种。这样，修饰剂中的酰基源：硬脂酸或脱氧胆酸或亚麻酸或油酸或棕榈酸，发挥了疏水和对氧化单壁碳纳米角的亲和性强的特点，在氧化单壁碳纳米角上堆积缠绕，修饰剂中壳寡糖端发挥了亲水性作用，大大提高了改性氧化单壁碳纳米角的亲水程度，抑制了氧化单壁碳纳米角的团聚，改善了它的分散性，利于改性氧化单壁碳纳米角在水溶液中分散。在此过程中，不改变氧化单壁碳纳米角表面的电子结构，保持氧化单壁碳纳米角本身的性质。在上述技术方案中，制备修饰剂的方法可通过多种方法实现，只要将胺基源为壳寡糖与酰基源为硬脂酸、脱氧胆酸、亚麻酸、油酸和棕榈酸中的一种或多种，发生酰胺化反应即可。当然，改性氧化单壁碳纳米角中氧化单壁碳纳米角与修饰剂的质量比可在较宽范围内进行调整，为了提高改性氧化单壁碳纳米角的亲水性，同时保持原有氧化单壁碳纳米角的强吸附作用，优选地，改性氧化单壁碳纳米角中氧化单壁碳纳米角与修饰剂的质量比为1：0.9-1.1。当然，在上述技术方案中，壳寡糖的数均分子量可在较宽范围内选择，为了提高改性氧化单壁碳纳米角的亲水性，优选地，壳寡糖的数均分子量为500～5000。在上述技术方案中，改性氧化单壁碳纳米角的zeta电位可在较宽范围内调整，为了提高改性氧化单壁碳纳米角的亲水性，同时保持改性氧化单壁碳纳米角的吸附性，优选地，改性氧化单壁碳纳米角的zeta电位为4.8-33.7mV。为了提高改性氧化单壁碳纳米角的亲水性，同时保持改性氧化单壁碳纳米角的吸附性，更进一步地，改性氧化单壁碳纳米角的zeta电位为23-33.7mV。本专利技术还提供一种制备前文所述的改性氧化单壁碳纳米角的方法，包括以下步骤：(1)将酰基源化合物于乙醇中超声溶解，再加入1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种改性氧化单壁碳纳米角，其特征在于，所述改性氧化单壁碳纳米角含有修饰剂和被所述修饰剂所修饰的氧化单壁碳纳米角；其中，所述修饰剂通过酰胺化反应制备得到，其中胺基源为壳寡糖，酰基源为硬脂酸、脱氧胆酸、亚麻酸、油酸和棕榈酸中的一种或多种。

【技术特征摘要】
1.一种改性氧化单壁碳纳米角，其特征在于，所述改性氧化单壁碳纳米角含有修饰剂和被所述修饰剂所修饰的氧化单壁碳纳米角；其中，所述修饰剂通过酰胺化反应制备得到，其中胺基源为壳寡糖，酰基源为硬脂酸、脱氧胆酸、亚麻酸、油酸和棕榈酸中的一种或多种。2.根据权利要求1所述的改性氧化单壁碳纳米角，其中，改性氧化单壁碳纳米角中氧化单壁碳纳米角与修饰剂的质量比为1：0.9-1.1。和/或，壳寡糖的数均分子量为500～5000。3.根据权利要求1所述的改性氧化单壁碳纳米角，其中，改性氧化单壁碳纳米角的zeta电位为4.8-33.7mV；优选地，改性氧化单壁碳纳米角的zeta电位为23-33.7mV。4.一种制备权利要求1-3中任一项所述的改性氧化单壁碳纳米角的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将酰基源化合物于乙醇中超声溶解，再加入1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺，N-羟基琥珀酰亚胺，避光搅拌，进行活化反应，得活化的酰基源化合物，其中，酰基源为硬脂酸、脱氧胆酸、亚麻酸、油酸和棕榈酸中的一种或多种；(2)将壳寡糖溶于水中，加入活化的酰基源化合物，加热反应，反应结束后加入乙醇离心，去除杂质，得修饰剂；(3)将氧化单壁碳纳米角、水进行混合，加入修饰剂，超声，离心去上清液，保留沉淀物。5.根据权利要求4所述的方法，其中，以重量份计，相对于100重量份的乙醇，酰基源化合物的用量为3-5份，1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺的用量为6-10份，N-羟基琥珀酰亚胺的用量为3-5份，壳寡糖的用量为4-6份，...

【专利技术属性】
技术研发人员：李囡囡，黄越，纪兴华，
申请(专利权)人：芜湖职业技术学院，
类型：发明
国别省市：安徽,34