[发明专利]一种腐植酸/淀粉聚合物、复合微球及其制备方法

说明书

本发明公开了一种新型腐植酸/淀粉复合微球，将腐植酸引入淀粉微球中，以腐植酸(HA)和可溶性淀粉为原料，N,N‑亚甲基双丙烯酰胺（MBAA）为交联剂，过硫酸钾/亚硫酸氢钠为引发剂，一定质量配比的Span‑80与Tween‑20为乳化剂，选择液体石蜡作为油相分散剂，通过反相乳液聚合的合成方法，制备腐植酸/淀粉复合微球。本方法原料廉价，来源广泛，反应条件温和，环境友好、操作方法简单。

技术领域

本发明属于功能高分子技术领域，涉及一种腐植酸/淀粉聚合物、复合微球及其制备方法。

背景技术

重金属废水造成的污染日益严重，对生态环境和人体健康构成了巨大的潜在威胁，这些废水必须经过严格处理方可排放。采用氧化还原法、化学沉淀法、离子交换法、膜分离法或生物修复等方法，虽然可对水中重金属进行处理，但这些方法不是成本过高，就是在技术上存在一定的缺陷。因此，开发价格低廉的、高效的重金属吸附剂具有重要的现实意义。

腐植酸属于煤质类材料的一种，主要是大分子芳香族化合物，它们含有羧基、羟基、羰基等含氧活性功能基团，腐植酸由于其在结构上的复杂性及含有多种活性官能团，使其表现出独特的化学性能，具有酸性、界面活性、亲水性、阳离子交换能力以及对金属离子的吸附能力等多种性能，还具有氧化还原、催化以及自身氧化交联等性能，尤其在对金属离子的吸附方面具有很强的络合能力。

淀粉微球是淀粉的一种人造衍生物，是对淀粉进行物理或化学方法处理后，形成微米或纳米级的多孔隙球体，使其具有更优越的性能。淀粉微球本身无毒，具有较好的生物相容性、药物靶向性以及可降解性，淀粉微球具有规则的外形，均匀的粒度，较大的有效表面积，相当的孔容积和较多的活性络合基团，这些特性赋予了淀粉微球良好的吸附性能。淀粉微球本身具有大量的活性基团，适度的膨胀性及良好的机械强度，并且可以根据实际需要通过表面修饰、调控其孔结构和表面官能团等方式进一步优化吸附性能，是一种有巨大开发潜力的吸附材料。这为淀粉微球在金属离子吸附分离或废水处理等领域获得应用，拓展其应用范围提供了一个契机。

发明内容

利用淀粉微球这种新型吸附材料吸附有毒害金属离子，这恰恰是淀粉微球良好生物相容性、良好生物降解性、良好稳定性和良好机械强度等性质的充分利用体现。同时因为材料为微球状，且粒径可控，其扩散阻力小、传质速度快。此外可以通过表面修饰、调控其孔结构和表面官能团等方式优化吸附性能，从而可制备出适合于不同应用领域和范围的污染物吸附和选择性吸附剂。这对于发展环境保护技术、贵重金属及放射性元素的回收和浓缩技术等重要的意义。

本发明基于腐植酸独特的化学性能和淀粉微球自身结构所赋予的良好的吸附性能，旨在利用腐植酸对淀粉微球进行/制备出一种对重金属离子及贵重金属具有良好吸附性的腐植酸/可溶性淀粉复合微球。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种腐植酸/淀粉复合微球的制备方法，包括以下步骤：

1)相对配比下称取一定质量的腐植酸HA，于NaOH溶液中搅拌溶解，调节pH至8-9，制得溶液A；

2)相对配比下称取一定质量的可溶性淀粉，于30mL的蒸馏中，与溶液A于一定温度下加热搅拌使其溶解成均相溶液作为水相，制得溶液B；

3)向溶液B中加入一定质量的交联剂N，N-亚甲基双丙烯酰胺MBAA，引发剂过硫酸钾，保持一定温度水浴交联若干小时，制得溶液C；

4)称取一定质量的Span-80，相对配比下称取一定质量的Tween-20，两者混合作为乳化剂，量取一定体积的液体石蜡进行溶解以作为油相分散剂，制得溶液D；

5)将溶液D缓慢滴加进溶液C中，并高速搅拌乳化若干小时，之后加入一定质量的引发剂亚硫酸氢钠，继续反应若干小时；