[发明专利]一种生物炭-壳聚糖复合物及其制备方法、应用

说明书

本发明涉及一种生物炭‑壳聚糖复合物及其制备方法、应用，其中包括步骤：将壳聚糖、酸和生物炭混合，得到反应混合溶液；所述反应混合溶液中壳聚糖的质量浓度为2％‑4％；将所述反应混合溶液滴加到碱性沉淀液中，过滤得到粗产物；将所述粗产物经洗涤后，加入交联液，洗涤至中性，得到所述生物炭‑壳聚糖复合物。本发明制备方法得到的生物炭‑壳聚糖复合物在生物炭微颗粒加入壳聚糖微球疏松多孔的结构后，微球的表面积有非常明显的增长，对于染料废水的吸附脱色效率有进一步的提升，能避免出现母液难以分离的问题，从而避免了二次污染，而且所述生物炭‑壳聚糖复合物在吸附偶氮染料刚果红试剂溶液后，表现出优异的吸附性能。

技术领域

本发明涉及复合材料领域，尤其涉及一种生物炭-壳聚糖复合物及其制备方法与应用。

背景技术

污水处理是现代工业的一大难题，特别是有色污水处理。其中，有色污水中的污染物-偶氮染料(如偶氮刚果红)是一种染料衍生污染物，偶氮染料在特殊条件下，可以分解产生20余种芳香胺致癌物，经过活化作用后改变人体的DNA结构，容易引起人体病变和诱发癌症。在生产和使用的过程中,偶氮染料未经处理就被排放到自然环境中，可能对接触者的健康产生严重影响。但又因为其化学性质十分稳定,成分复杂,因此偶氮染料废水是被公认为比较难治理的有机废水，目前已有多种处理偶氮染料废水的方法，其中物理吸附与微生物脱色被认为是最有效且对环境无害的手段。

壳聚糖是自然界中一种带正电荷的多糖，广泛分布于甲壳类动物、昆虫外壳和真菌的细胞壁中，年产量上百亿吨。壳聚糖具有生物兼容性、可降解性、无毒性、生理惰性、抗菌性和重金属离子螯合性等优良特性，在污水处理中得到广泛应用。

但由于壳聚糖在酸性介质中不稳定，易溶解而造成流失，机械强度低、再生难等缺点，限制了其广泛应用。化学改性可以改善壳聚糖分子的结构稳定性，如经过羧化、酰化及羟基化改性后引入-COOH、-OH、-NH₂、-SO₃H等基团，使其成为由天然多糖和合成高分子组成的具有三维网络结构的共聚物，从而赋予壳聚糖新的结构和性能。但是，一般化学改性由于加入了新的化学试剂而容易产生二次污染，且对偶氮染料尤其是刚果红染料的吸附效果不理想；辐射引发改性和光引发改性的装置成本较高，后处理繁琐，而且能量损耗大，因此严重限制了壳聚糖的进一步推广使用。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种生物炭-壳聚糖复合物及其制备方法与应用，旨在解决现壳聚糖稳定性差，制备成本高且对偶氮染料-刚果红的吸附效果不理想的问题。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案如下：

一种生物炭-壳聚糖复合物的制备方法，其中，步骤包括：

将壳聚糖、酸和生物炭混合，得到反应混合溶液；所述反应混合溶液中壳聚糖的质量浓度为2％-4％；

将所述反应混合溶液滴加到碱性沉淀液中，过滤得到粗产物；

将所述粗产物经洗涤后，加入交联液，洗涤至中性，得到所述生物炭-壳聚糖复合物。

所述生物炭-壳聚糖复合物的制备方法，其中，所述反应混合溶液中，壳聚糖与生物炭的质量比为1：4-8。

所述生物炭-壳聚糖复合物的制备方法，其中，所述碱性沉淀液为NaOH溶液与无水乙醇的混合物。

所述生物炭-壳聚糖复合物的制备方法，其中，所述交联液为甲醛溶液。

所述生物炭-壳聚糖复合物的制备方法，其中，所述将所述粗产物经洗涤后，加入交联液，洗涤至中性，得到所述生物炭-壳聚糖复合物步骤，具体包括：将所述粗产物用去离子水洗涤至中性后，加入交联液，静置密封，放置10-14小时后用去离子水洗涤至中性，得到所述生物炭-壳聚糖复合物。