一种卡拉胶凝胶球的制备方法技术

本发明专利技术提供了一种卡拉胶凝胶球的制备方法，包括以下步骤：A、将卡拉胶与去离子水混合，搅拌均匀得卡拉胶溶液；B、将卡拉胶滴入含Ca

Preparation method of carrageenan gel ball

The invention provides a preparation method of the carrageenan gel ball, comprising the following steps: A, mixing the carrageenan and deionized water, stirring the carrageenan solution evenly, and B, dropping the carrageenan into Ca containing gel.

【技术实现步骤摘要】
一种卡拉胶凝胶球的制备方法
本专利技术涉及一种卡拉胶凝胶球的制备方法，具体为利用卡拉胶和氯化钙制备出的吸附材料的方法，应用于吸附处理等领域，属于环境科学

技术介绍
水是生命之源，水是地球上所有生命赖以生存的基础。随着工业的发展、人口的增加、城市化的加剧和化肥、农药使用量的增加，作为生命之源的水已经受到了严重的污染。水污染降低了水体的使用功能，加剧了水资源短缺；水污染严重破坏生态环境、影响人类生存。水处理方法有混凝法、中和法、氧化还原法、离子交换法以及吸附法等.吸附法因不会引入新的污染物、操作方法简单、低成本、高效率而倍受关注，被认为是水处理中最为经济有效的水处理方法之一。本专利技术所涉及的吸附剂是一种卡拉胶凝胶球材料，该材料有较好的机械性特性和流动特性，并且吸附性能好，易控制，易于从水中分离，不会对水体造成二次污染并且能够回收利用。多糖是地球上最丰富的生物大分子，而卡拉胶是多糖家族中的重要一员，卡拉胶不仅因来源丰富，而且由于可再生，无污染及具有备受人们青睐的众多应用领域，所以早在600多年前就有应用，20世纪50年代就有研究，有着渊源的历史，并一直吸引着众多的研究者。因此，卡拉胶网络结构也具有极高的研究价值。
技术实现思路
为了解决现有常规吸附剂的机械性能差，易碎，难分离，难回收利用等技术问题，本专利技术的目的是提供一种卡拉胶凝胶球的制备方法。本专利技术利用单一的原料卡拉胶的胶凝性和钙离子能够诱导形成良好的均一的网络结构特性，制备出成本低廉，安全无毒，吸附性能和凝胶性能好的网络结构材料做吸附剂。本专利技术的技术原理如下：卡拉胶加热溶解后，放冷时能形成半固体透明的凝胶。本实验中是钙离子诱导卡拉胶形成良好的均一的网络结构，从而制得网络结构的卡拉胶凝胶球材料。若采用其他离子如钾离子、铵离子，则卡拉胶与钾离子形成的凝胶为热可逆凝胶，非常不稳定。而卡拉胶与铵离子无法形成凝胶。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：本专利技术提供了一种卡拉胶凝胶球的制备方法，包括以下步骤：A、将卡拉胶与去离子水混合，搅拌均匀得卡拉胶溶液；B、将卡拉胶滴入含Ca2+溶液中浸泡，得粗凝胶球；C、将粗凝胶球用去离子水浸泡，然后冲洗得水凝胶；D、将水凝胶冷冻干燥后即得所述卡拉胶凝胶球。优选地，步骤A中，所述卡拉胶与去离子水的固液比为1～2.5g/100ml。优选地，步骤A中，所述搅拌的转速为500-1000r/min，搅拌时间为4-8h。优选地，步骤B中，所述含Ca2+溶液为氯化钙溶液，质量浓度为10-50g/L。优选地，步骤B中，所述浸泡时间为6-12h，浸泡温度为20-30℃。优选地，步骤C中，所述浸泡时间为6-12h，浸泡温度为20-30℃。优选地，步骤C中，所述冷冻干燥的条件为：-50～-70℃真空干燥48-60h。本专利技术通过冷冻干燥将步骤C得到的水凝胶转化为了气凝胶，从而更利于保存及运输，同时使其接卸性能更好。与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：(1)所用原料安全低毒，来源广，价格低廉。原料反应效率高，符合绿色化学的要求。(2)制备过程时不产生对环境有污染的副产物，制备工艺简单可行，成本低廉，制备过程绿色化，适于大批量生产。(3)所制备的材料为卡拉胶凝胶球，有更好的吸附性和机械性特性，表现出较好的凝胶性和流动特性，易于从水中分离，不会对水体造成二次污染，而且可回收利用。附图说明通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：图1为实施例制备的卡拉胶凝胶球的照片；图2为实施例制备的卡拉胶凝胶球的溶胀性测定结果。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本专利技术，但不以任何形式限制本专利技术。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本专利技术的保护范围。实施例1一种卡拉胶凝胶球吸附材料，通过如下步骤的方法制备而成：(1)称取1.5g卡拉胶，加入烧杯。(2)用量筒量取100ml去离子水，加入烧杯混合；(3)利用搅拌器搅拌(转速为800r/min)上述混合溶液5h，至溶液混合均匀，得到卡拉胶溶液。(4)称取5g氯化钙，溶于500mL容量瓶中，定容，得到10g/L氯化钙溶液。(5)利用蠕动泵(13#橡胶管)将卡拉胶溶液滴入Ca2+溶液浸泡8h(浸泡温度为20-30℃)，得到凝胶球。(6)再用去离子水浸泡12h(浸泡温度为20-30℃)并冲洗三次，得到水凝胶。(7)冷冻干燥(-60℃真空干燥54h)后即可制备出卡拉胶凝胶球(卡-Ca)材料，如图1所示，该吸附材料具有良好的弹性，易控制，形成了颗粒大小均匀的球状结构。溶胀性测定结果如图2所示，其中纵坐标B为:样品质量(g)，横坐标A为：NaCl浓度(mol/L)分别取1、2、3、4mol/L，吸附质为：400mg/L环丙沙星，before表示：初始湿重，after表示：浸泡24小时后湿重；其结果说明：卡拉胶凝胶球稳定性好，在溶胀性过程不易破裂。进一步对所得SA-Ca的力学性能、吸附平衡容量和去除率进行测定，结果如表1和表2所示。表1表2由表1和表2可见，卡拉胶凝胶球具有优异的吸附性能、传质性能和机械性能。实施例2一种卡拉胶凝胶球吸附材料，通过如下步骤的方法制备而成：(1)称取1g卡拉胶，加入烧杯。(2)用量筒量取100ml去离子水，加入烧杯混合；(3)利用搅拌器搅拌(转速为500r/min)上述混合溶液8h，至溶液混合均匀，得到卡拉胶溶液。(4)称取25g氯化钙，溶于500mL容量瓶中，定容，得到50g/L氯化钙溶液。(5)利用蠕动泵(13#橡胶管)将卡拉胶溶液滴入Ca2+溶液浸泡6h(浸泡温度为20-30℃)，得到凝胶球。(6)再用去离子水浸泡8h(浸泡温度为20-30℃)并冲洗三次，得到水凝胶。(7)冷冻干燥(-50℃真空干燥48h)后即可制备出卡拉胶凝胶球(卡-Ca)材料。所得材料如图1所示，该吸附材料具有良好的弹性，易控制，形成了颗粒大小均匀的球状结构。溶胀性测定结果与实施例1基本相同，具有稳定性好，在溶胀性过程不易破裂。进一步对所得SA-Ca的力学性能、吸附平衡容量和去除率进行测定，结果如表3和表4所示。表3表4由表3和表4可见，卡拉胶凝胶球具有优异的吸附性能、传质性能和机械性能。实施例3一种卡拉胶凝胶球吸附材料，通过如下步骤的方法制备而成：(1)称取2.5g卡拉胶，加入烧杯。(2)用量筒量取100ml去离子水，加入烧杯混合；(3)利用搅拌器搅拌(转速为1000r/min)上述混合溶液4h，至溶液混合均匀，得到卡拉胶溶液。(4)称取15g氯化钙，溶于500mL容量瓶中，定容，得到30g/L氯化钙溶液。(5)利用蠕动泵(13#橡胶管)将卡拉胶溶液滴入Ca2+溶液浸泡12h(浸泡温度为20-30℃)，得到凝胶球。(6)再用去离子水浸泡6h(浸泡温度为20-30℃)并冲洗三次，得到水凝胶。(7)冷冻干燥(-70℃真空干燥48h)后即可制备出卡拉胶凝胶球(卡-Ca)材料。所得材料如图1所示，该吸附材料具有良好的弹性，易控制，形成了颗粒大小均匀的球状结构。溶胀性测定结果与实施例1基本相同，具有稳定性好，在溶胀性过程不易破裂。进一步对所得本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种卡拉胶凝胶球的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：A、将卡拉胶与去离子水混合，搅拌均匀得卡拉胶溶液；B、将卡拉胶滴入含Ca2+溶液中浸泡，得粗凝胶球；C、将粗凝胶球用去离子水浸泡，然后冲洗得水凝胶；D、将水凝胶冷冻干燥后即得所述卡拉胶凝胶球。

【技术特征摘要】
1.一种卡拉胶凝胶球的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：A、将卡拉胶与去离子水混合，搅拌均匀得卡拉胶溶液；B、将卡拉胶滴入含Ca2+溶液中浸泡，得粗凝胶球；C、将粗凝胶球用去离子水浸泡，然后冲洗得水凝胶；D、将水凝胶冷冻干燥后即得所述卡拉胶凝胶球。2.根据权利要求1所述的卡拉胶凝胶球的制备方法，其特征在于，步骤A中，所述卡拉胶与去离子水的固液比为1～2.5g/100ml。3.根据权利要求1所述的卡拉胶凝胶球的制备方法，其特征在于，步骤A中，所述搅拌的转速为500-1000r/min，搅拌时间为4-...

【专利技术属性】
技术研发人员：于飞，黄国琼，崔天然，杨常富，白雪婷，
申请(专利权)人：上海海洋大学，
类型：发明
国别省市：上海,31