[发明专利]一种可降解的3D有序大孔壳聚糖膜、其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种可降解的3D有序大孔壳聚糖膜、其制备方法和应用，属于重金属吸附领域。包括：步骤1、制备300～600nm的聚苯乙烯微球；步骤2、制备壳聚糖聚乙烯醇印迹复合材料；步骤3、制备壳聚糖蒙脱土印迹复合材料；步骤4、得到壳聚糖蒙脱土印迹复合膜，去除聚苯乙烯微球，洗脱壳聚糖膜。本发明通过采用壳聚糖蒙脱土印迹复合膜作为吸附剂，在吸附电镀废水中铜离子上的应用；具有对铜离子具有较强的选择性、吸附能力和吸附效率，其次，还具有优异的生物环保性和可重复利用率。

技术领域

本发明属于重金属吸附领域，尤其是一种可降解的3D有序大孔壳聚糖膜、其制备方法和应用。

背景技术

铜造成污染的主要来源是金属加工、机械制造、钢铁生产等。人类饮用的饮用水中含有大量Cu(Ⅱ)，并与水中的其他毒素结合，进入人体后的毒性将被放大，产生更具毒性的有机物质。现有技术中，处理水溶液中的Cu(Ⅱ)方法包括化学沉淀，氧化还原，溶剂萃取，吸附等。在这些方法中，吸附被认为是最快，最有效的方法之一。活性炭是最常用的去除重金属的吸附剂，但活性炭有很多局限性，容易造成二次污染。细菌和酵母等吸附剂的机械稳定性较差，吸附剂对目标离子的选择性较弱，且吸附速度较慢。

现有技术中，虽然存在一些高分子类吸附材料具有一定对目标离子具有选择性吸附的性能，例如，聚丙烯腈-硫@三聚氰胺海绵、壳聚糖水凝胶等。但是上述聚合在制备过程中所采用的原料和交联剂，属于难降解物质，在材料使用寿命结束后，仍需要花费较长时间才能实现自然降解。

因此，我们致力于找到一种可降解的、高效的吸附剂。

发明内容

为了克服上述技术缺陷，本发明提供一种可降解的3D有序大孔壳聚糖膜、其制备方法和应用，以解决背景技术所涉及的问题。

本发明公开了一种可降解的3D有序大孔壳聚糖膜、其制备方法和应用，包括三个方面。

第一方面，本发明提供一种可降解的3D有序大孔壳聚糖膜的制备方法，包括如下步骤：

步骤1、制备300～600nm的聚苯乙烯微球；

步骤2、制备壳聚糖聚乙烯醇印迹复合材料；

步骤3、制备壳聚糖蒙脱土印迹复合材料；

步骤4、得到壳聚糖蒙脱土印迹复合膜，去除聚苯乙烯微球，洗脱壳聚糖膜。

优选地或可选地，所述聚苯乙烯微球的制备方法，包括如下步骤：

步骤11、单体苯乙烯的纯化预处理：

将苯乙烯单体与5wt％的NaOH水溶液1:1混合，静置一会，将上层的油性物质取出，该操作重复3次，直至检测水为中性，再通过减压蒸馏，得到所需的纯化单体；

步骤12、聚苯乙烯微球的聚合

其次，分别取纯化的苯乙烯和聚乙烯吡咯烷酮，两者混合后向其中加入蒸馏水；向其投加的过硫酸铵，再将得到的溶液与乙醇混合装入烧瓶中，并在25℃下对该溶液进行氮气保护30min；然后对得到的混合物油浴缓慢加热到50～70℃，反应16h；

步骤13、聚苯乙烯微球的分离

最后，对反应后得到的溶液进行离心分离，再用无水乙醇润洗离心管中的聚苯乙烯，并在40℃下烘干待用。

优选地或可选地，所述纯化的苯乙烯和聚乙烯吡咯烷酮的质量比为100：(0.65～1.20)。

优选地或可选地，所述壳聚糖聚乙烯醇印迹复合材料的制备方法，包括如下步骤：

步骤21、取30～40mg的壳聚糖分散到50ml质量分数为1％的醋酸溶液，得到0.5～1.0％wt的壳聚糖溶液；