以离子液体为溶剂制备纤维素/胶原生物吸附剂制造技术

技术编号:7702225 阅读:299 留言:0更新日期:2012-08-24 21:49
本发明专利技术公开了一种基于咪唑型离子液体为溶剂,制备纤维素/胶原复合球型生物吸附剂的方法。以微晶纤维素和动物皮革为原料,以咪唑型离子液体为直接溶剂,首先在100~150℃下制得纤维素/胶原质量比12∶1~1∶1的溶液,溶质在离子液体中含量为2%~13%,然后将溶液经注射成球法滴入析出剂中得复合凝胶球,制得的凝胶球在空气中干燥,即可获得纤维素/胶原复合球型吸附剂。这种复合吸附剂对污水中的重金属离子具有较好的吸附性能。所用原料为天然高分子,溶剂-离子液体不挥发且可回收循环使用,因此该制备方法绿色环保,具有较好的应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于化工领域,具体涉及ー种直接利用纤维素、胶原制备纤维素/胶原球形生物吸附剂的方法。
技术介绍
纤维素是自然界来源最丰富的天然高分子材料,备受关注。纤维素基球形吸附剂由于具有独特的骨架结构,并且具有重金属离子结合位点-0H,疏松和亲水性网络结构,表面积大,通透性能和水力学性能好等优点,适合于床式吸附处理的需要,成为研究的热点。但是纤维素球形吸附剂对重金属离子的吸附强度较弱,因而很多人将其改性后再对重金属离子进行吸附。 胶原广泛存在于动物的皮肤、肌腱、软骨及其它结缔组织中。胶原中富含-0H,-NH2等重金属的结合位点,但是胶原的強度等机械性能很差。因而考虑将纤维素与胶原混溶制备球形生物吸附剂,纤维素与胶原间形成氢键作用,使其机械性能得到改善。制备球形生物吸附剂的过程通常需要先溶解,传统的溶解过程存在很多环境污染问题。纤维素的溶解过程通常可在下列体系中完成l)Na0H/CS2溶剂体系;2)铜氨溶液;3)胺氧化合物系列等。但是,制备过程中存在着废碱、废酸、易被氧化、纤维素降解以及废有机溶剂排放等问题。猪皮胶原的传统提取方法1)酸法;2)碱法;3)酶法。酸法和碱法会产生大量的废液,严重污染了环境,对环境造成了二次污染;酶法单独使用时反应过程很慢。此外,这些方法都具有处理步骤多,污染严重,且易造成胶原纤维降解。目前离子液体是ー类极具有应用前景的緑色溶剂,以其强极性、不挥发,对水、空气稳定和对无机、有机化合物以及高分子材料具有良好的溶解性而广泛应用于电化学、有机合成、化工分离、材料制备等领域,用于代替易挥发的有机溶剤。因而,选用离子液体为溶剂来溶纤维素和胶原,制备球形生物吸附剂,能够解决上述问题,对环境更加友好。而且,在制备过程中,由于离子液体为纤维素和胶原的良好溶剤,可以使得纤维素和胶原达到分子级的混合水平,两者在析出剂中同时析出,所形成复合体的组成分布均匀,极大地提高了复合体对重金属离子的吸附能力。
技术实现思路
本专利技术的目的是直接利用纤维素、胶原制备纤维素/胶原球形生物吸附剂的方法,通过用离子液体作为溶剂,制备不同质量比的纤维素/胶原混溶溶液,用注射成球法滴入析出剂中得复合凝胶球,空气中干燥即可得到球形生物吸附剂。此方法利用纤维素和胶原为原料,简单可控,条件较为温和,适合规模化生产。本专利技术的具体方案如下将纤维素与离子液体混合,加热至100°C,机械搅拌,氮气保护下反应12小时,然后升温至一定温度下,将一定量的胶原加入到溶液中,反应I小时后,用注射成球法滴入析出剂中得复合凝胶球,空气中干燥即可得到此球形生物吸附剂材料。其中所述的温度为100°C 150°C ;所述的质量比为12 : I I : I ;所述的析出剂体积为溶液体积的10倍。所述的离子液体为[Emim]Cl,[Amim]Cl, [Bmim]Cl, [Emim]OAc 中的一种;所述的成球针头内径为0. 3mm I. Omm的ー种;所述的成球方法为注射成球,悬浮聚合中的ー种;所述的析出剂为甲醇,こ醇,去离子水中的ー种; 本专利技术所述的其它溶液均采用常规的方法配制而成。本专利技术具有以下有益效果I、采用纤维素、猪皮等废皮革做原料,来源广泛,不仅经济,而且更加环保,适合规模化生产;2、反应过程简单、温和、可控,克服了采用传统的酸、碱及有机溶剂制备此材料时需要排放大量污染液的弊端,更加符合节能减排的要求;3、离子液体溶剂经处理后可循环使用,利用率更高;4、通过改变成球条件可控制球形生物吸附剂粒径的大小。附表说明图I图2纤维素/胶原生物吸附剂的光学显微镜照片图3图4纤维素/胶原生物吸附剂的扫描电子显微镜照片具体实施例方式实施例I①向反应器中加入离子液体[Emim]Cl,升温至100°C,加入12%质量分数的纤维素,机械搅拌,氮气保护,反应12小时;②维持温度在100°C不变,向溶液中加入胶原,并使纤维素与胶原的质量比为12 I,反应时间I小时;③用内径为I. Omm的针头注射成球滴入甲醇中;④空气中干燥,备用。⑤纤维素/胶原生物吸附对废水中金属离子吸附效果见表I表I本文档来自技高网
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.ー种基于咪唑型离子液体溶剂体系,制备纤维素/胶原复合球形生物吸附剂的方法,其特征在于首先,在100°C条件下,以离子液体为溶剂将纤维素溶解;然后升至一定温度下(100°C 150°C ),向纤维素溶液中加入一定量胶原原料(来源于动物皮革),溶解Ih后,制得纤维素/胶原/离子液体混合溶液,用注射成球法滴入析出剂中得到复合凝胶球,将制得的凝胶球在空气中干燥,即可获得纤维素/胶原复合球型吸附剂。所述的纤维素/胶原质量比为12 : I I : I。2.根据权利要求I所述的ー种基于咪唑型离子液体为溶剂体系制备纤维素/胶原复合球形生物吸附剂的方法,其特征在于,所述的离子液体为I-こ基,3-甲基咪唑氯盐([Emim]Cl)...

【专利技术属性】
技术研发人员:崔贺民赵雪杨东才张永智孙海山
申请(专利权)人:大连中汇达科学仪器有限公司
类型:发明
国别省市:

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