[发明专利]一种羧甲基壳聚糖改性聚氨酯泡沫的制备方法

说明书

本发明涉及吸附分离材料制备技术领域，具体涉及一种羧甲基壳聚糖改性聚氨酯泡沫的制备方法。本发明要解决现有技术存在的易聚集和分离难的问题，为了达到本发明的目的，本发明提供的技术方案是：首先将聚氨酯预聚物和羧甲基壳聚糖溶液在反应釜中进行剧烈搅拌混合；然后将混合溶液在室温下干燥得到羧甲基壳聚糖改性聚氨酯泡沫，用去离子水洗涤，烘干。所制备的复合泡沫显示出高吸附性和良好的可回收性，并且具有良好的机械性能和稳定性。

技术领域

本发明涉及吸附分离材料制备技术领域，具体涉及一种羧甲基壳聚糖改性聚氨酯泡沫的制备方法。

背景技术

生物吸附在废水处理方面具有高效率、易操作、可重复利用、低成本等优点而受到广泛的关注。很多生物材料用于开发具有高金属结合能力和高选择性的生物吸附剂。其中，壳聚糖及其衍生物资源丰富、可再生，聚合物链上的官能团如羟基、氨基、乙酰基的存在使其易于化学改性，是性能优良的生物吸附剂。羧甲基壳聚糖是壳聚糖经羧甲基化反应后得到的一类衍生物，羧基的引入使其结合金属离子与活性染料能力大大提高。但是，羧甲基壳聚糖在进行废水处理时存在着易聚集和分离难的问题。

解决这些问题的一种实用方法是将羧甲基壳聚糖嵌入聚合物基质中，使得吸附剂能够与金属离子或活性染料自由的相互作用且易于与污水分离。 Li Wei等人将活性炭固定在聚氨酯泡沫中用于吸附苯酚、碘和亚甲基蓝。Sung Wook Won等人聚氨酯固定谷氨酸棒杆菌用于吸附活性黄2，等人将凹凸棒石固定在聚氨酯泡沫中用于孔雀石绿（MG）染料废水处理。

发明内容

本发明提供了一种羧甲基壳聚糖改性聚氨酯泡沫的制备方法，有效解决了现有技术在吸附过程中所面临的易聚集、分离难的问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种羧甲基壳聚糖改性聚氨酯泡沫的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：将羧甲基壳聚糖溶于去离子水中配置质量分数为1~4%的羧甲基壳聚糖溶液，然后将MDI或TDI聚氨酯预聚物和羧甲基壳聚糖溶液按质量比1:1~3加入反应釜中，在10~40℃下，剧烈搅拌混合30~60s，得到混合溶液；

步骤二：将上述混合溶液迅速倒入托盘中，在室温下干燥10~30min后得到羧甲基壳聚糖改性聚氨酯泡沫，将托盘中的CMCTS-PU泡沫用去离子水洗涤4~6次，在50~70℃烘箱中8~12 h。

进一步的，所述步骤一中，羧甲基壳聚糖取代度≥80%。

进一步的，所述步骤一中，聚氨酯预聚物为端异氰酸酯基的TDI预聚体或MDI预聚体。

与现有技术相比，本发明的优点是：

1、本发明制备CMCTS-PU泡沫时，根据逐步加成聚合原理制备，不使用溶剂和催化剂，具有环境友好性，无毒、易生物降解。

2、本发明合理利用了生物质资源，羧甲基壳聚糖作为重金属离子与阳离子染料吸附剂，聚氨酯泡沫作为吸附的载体，合成出的复合材料可用作金属离子与阳离子染料的吸附，具有高的生物降解性、抗菌性。

3、本发明制得的CMCTS-PU泡沫具有高比表面积的多孔结构，在保证高吸附性和可回收性前提下，同时提高了产品的机械强度和稳定性，对Cu²⁺、Cd²⁺、Pb²⁺的最大吸附容量分别为75.8 mg/g、97 mg/g、209.3 mg/g，对亚甲基蓝的最大吸附容量为118 mg/g。

4、适用范围广：可广泛应用于金属离子（Cu²⁺，Cd²⁺和Pb²⁺）与阳离子染料的吸附。

附图说明

图1为一种CMCTS-PU泡沫与纯PU泡沫材料的红外对比图；