[发明专利]一种壳聚糖稀土复合吸附材料和制备方法及应用

说明书

本发明提供一种壳聚糖稀土复合吸附材料和制备方法及应用，所述壳聚糖稀土复合吸附材料包括使用戊二醛交联为球状的壳聚糖材料和负载在所述壳聚糖上的稀土材料。本发明制得的壳聚糖稀土复合吸附材料吸附量大、稳定性强，对甲基蓝的吸附量可达740.7mg/g，在去除环境中甲基蓝等阴离子染料类污染物方面具有良好的应用前景。

技术领域

本发明属于材料领域，具体涉及一种壳聚糖稀土复合吸附材料和制备方法及应用。

背景技术

染料广泛应用于塑料、食品、造纸和化妆品工业等多个领域。当排放到环境中的染料超过自然环境的修复能力时，会对环境和人类健康产生重大影响。甲基蓝(MB，C₃₇H₂₇N₃Na₂O₉S₃，分子量：799.07g mol^-1)是一种常用的水溶性染料，用作染色过程中的着色剂和消毒剂。当甲基蓝排放到水环境中后，不仅会影响水体的外观，造成视觉污染，还会降低水体的透明度，影响水生动植物的生存，破坏水体的生态平衡，所以去除水体中的甲基蓝具有重要意义。

对染料的处理方法主要包括吸附、膜分离、生物处理等方法。其中吸附法操作简单、方便、灵活，更适合于实际应用，但是目前吸附法存在的主要问题是缺乏高吸附量的吸附剂。

CN115282932A公开了一种对木质素改性吸附剂的制备和应用，其以木质素磺酸钠作为结构导向剂和聚阴离子掺杂剂，为苯胺单体提供更多的活性位点，聚苯胺沿木质素长链生长，使复合材料具有显著的比表面积，为染料的吸附提供了充足的空间，但是其吸附量仍较低，对孔雀石绿的饱和吸附量仅为108.79mg/g。

CN113908802A公开了一种用于有机阴离子染料吸附的铜基复合物，虽制备方法简单，但是对刚果红最佳吸附量仅为400mg/g。

壳聚糖是一种从海产品加工业的废弃物中提取的储量最丰富的生物聚合物，由于其成本低、聚合、功能化过程简单、稳定性好等优点，在吸附方面具有很大的优势。壳聚糖中含有氨基和羟基，由于螯合作用和静电吸引作用，壳聚糖不仅可以作为吸附剂去除重金属、染料等污染物，而且还可以很容易地改性制备功能性壳聚糖底物材料。但由于壳聚糖原料结晶膨胀性好，孔隙率低，亲水性低，比表面积小，在酸性介质中稳定性差，在水介质中吸附能力低，经交联剂交联后往往会降低对污染物的吸附能力。

因此，研发吸附能力强且制备过程简便的吸附材料是非常有意义的。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种壳聚糖稀土复合吸附材料和制备方法及应用。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种壳聚糖稀土复合吸附材料，所述壳聚糖稀土复合吸附材料包括使用戊二醛交联为球状的壳聚糖材料和负载在所述壳聚糖上的稀土材料。

本发明所述壳聚糖稀土复合吸附材料为球状壳聚糖材料，其中壳聚糖单体通过戊二醛交联为球状，稀土材料与壳聚糖中的氨基和羟基发生配位反应负载于壳聚糖上，形成本发明所述的壳聚糖稀土复合材料。稀土材料与壳聚糖发生配位反应，有利于保护壳聚糖中的氨基与羟基，增强复合材料的稳定性，尤其是pH稳定性，pH稳定性高进而可以有效规避壳聚糖酸性介质下稳定性差的问题；此外本发明制得的壳聚糖复合吸附材料，比表面积大，吸附能力强，对甲基蓝的吸附量可达740.7mg/g。因此，本发明制得的壳聚糖稀土复合吸附材料吸附量大、稳定性强，在去除环境中甲基蓝等阴离子染料类污染物方面具有良好的应用前景。

优选地，所述壳聚糖的分子量范围为5-35万；

所述5-35万中的具体数值可以选择5万、10万、15万、20万、25万、30万或35万等；

上述各项数值范围内的其他具体点值均可选择，在此便不再一一赘述。