[发明专利]一种镍离子印迹交联壳聚糖微球的制备方法

说明书

本发明公开了一种镍离子印迹交联壳聚糖微球的制备方法，属于材料科学领域。本发明是将镍离子作为模板离子，壳聚糖为功能单体，以环氧氯丙烷为交联剂，通过稀硫酸洗脱镍离子，制备镍离子印迹交联壳聚糖微球。本发明制备的微球对镍离子具有较高的吸附能力和选择吸附性能，且操作简单易行，可再生循环使用，降低处理成本，提高经济效益。

技术领域

本发明属于材料科学领域，具体涉及一种镍离子印迹交联壳聚糖微球的制备方法。

背景技术

重金属污染物在环境中难以降解，在动物和植物中积累，并通过食物链逐渐富集，浓度可增加数万甚至数百万倍，最终进入人体构成危害。镍是生物体必需的微量元素之一，已经证明镍是一些酶系统的活化剂，如果身体严重缺镍，则会抑制其生长和造血的功能。但是，过量接触镍会导致一些生理毒性，如接触性皮炎，肺和肾功能受损以及心血管，免疫和血液系统受损。在动物实验中，镍已被证明具有致癌性，但人类致癌性的证据不足，国际癌症研究机构仅将镍列为可能的致癌物。随着工业的不断发展，镍随着化石燃料、镍钢和不锈钢中的燃烧越来越多地释放到环境中，导致镍在大气、水和土壤中的积累，进而使初级农产品受到不同程度的镍污染。镍污染和其他重金属污染有如下特点：持续时间长，污染范围广；不易在生物质循环和能量交换中分解，从而导致在生物体内累积并缓慢地导致疾病的发生；镍污染还具有隐蔽、危害大且难以被微生物降解等特点，处理镍污染显得日益紧迫。

壳聚糖是自然界中发现的一种基本碱性多糖，具有良好的粘附性、生物降解性、生物相容性和无毒性，广泛应用于医药、食品、化工等方面。壳聚糖分子中存在的羟基、氨基可以通过氢键和离子键形成网状结构的笼状分子，螯合各种金属离子，可以有效地吸附或捕获溶液中的金属离子，形成稳定的螯合物，且其特殊的多孔结构，使其具有较大的比表面积，吸附金属离子的容量大，但是易溶于酸性溶液。近年来，不少学者研究了在壳聚糖的线性分子链上进行化学改性，以提高其吸附量或吸附选择性等，常见采用化学交联的方法改善壳聚糖的酸溶性。

分子印迹技术是制备对某一特定的目标分子具有特异选择性的印迹聚合物技术。采用分子印迹技术，由壳聚糖微球或改性壳聚糖制备分子印迹聚合物，壳聚糖的无序作用力可以转化为结合位点，用于特定官能团的识别吸附，提高吸附的选择性。由于壳聚糖链上众多的氨基和羟基为其结构修饰和合成分子印迹聚合物提供了可能，因此，近年来将其用于分子印迹材料合成，开展具有特定吸附功能的聚合物研究成为热点。

壳聚糖在稀酸中的缓慢水解将严重限制其应用，单交联会大大降低壳聚糖的吸附容量和吸附选择性。为此，人们开始有针对性地对壳聚糖进行改良，主要改良的方法有印迹法和印迹交联法等。在甲醛、戊二醛、环氧氯丙烷等常用的交联剂存在之下，交联壳聚糖对重金属离子吸附性有了较大的提高，但其对重金属离子的选择性没有太大的改变。而加入了模板离子的印迹壳聚糖在对于重金属离子的吸附选择性上有了较大的提高，但吸附量不足则是成为该方法的最大缺陷。印迹交联法则是结合上两种方法，以目标金属离子作为模板离子，再通过交联剂交联制备印迹交联壳聚糖，合成的介电粒子具有目标分子的空穴印迹，对目标金属离子具有高的吸附容量和吸附选择性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种镍离子印迹交联壳聚糖微球的制备方法，旨在解决壳聚糖的酸溶性问题，提高交联壳聚糖的吸附性能。

本发明采取的技术方案为：

一种镍离子印迹交联壳聚糖微球的制备方法，包括以下步骤：

（1）Ni²⁺印迹壳聚糖微球的制备