[发明专利]一种巯基壳聚糖/活性炭复合功能膜的制备方法及应用

摘要

一种巯基壳聚糖/活性炭复合功能膜的制备方法及应用，属于新型功能膜材料制备和砷污染水处理技术领域。本发明将壳聚糖和活性炭复合成膜，加入环氧氯丙烷交联，得到交联壳聚糖/活性炭复合膜，用2，3-二巯基丁二酸改性交联壳聚糖/活性炭复合膜，将巯基引入到壳聚糖骨架上，得到所述功能膜。本发明制备的新型功能膜能够发挥壳聚糖、活性炭和巯基的多重协同功能性，用于处理砷污染水，宽pH范围内适用、无需预氧化步骤，对As(III)和As(V)均可以有效去除，且不受共存竞争性阴离子的影响，机械强度好，可以重复使用，处理工艺简单，可以大大降低成本，是一种有工业应用前景的新材料和新方法。

主权项

一种巯基壳聚糖/活性炭复合功能膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）壳聚糖/活性炭复合膜（CS/C）的制备：将壳聚糖(CS)加入到0.50mol·L‑1的醋酸水溶液中，搅拌溶解，壳聚糖和醋酸水溶液的质量比为1：24～49，得壳聚糖醋酸溶液；取粉末状活性炭，用10% 的硝酸水溶液处理，在沸水浴中加热搅拌2～3 h，过滤，用去离子水洗至中性，120℃下干燥5 h，得干燥活性炭；向壳聚糖醋酸溶液中加入处理后的干燥活性炭，活性炭和壳聚糖的质量比为0.1～0.3：1，搅拌均匀，得铸膜液；取铸膜液6mL加入到直径为5cm的圆形聚丙烯模具中，恒温60℃，待挥发失重50% 左右时，将膜浸泡在1mol·L‑1的NaOH水溶液凝固浴中，在凝固浴中凝固24h后，用蒸馏水冲洗膜至中性，得壳聚糖/活性炭复合膜（CS/C）；（2）交联壳聚糖/活性炭复合膜（CS/CL）的制备：50mL的0.05 mol·L‑1NaOH水溶液为交联反应提供弱碱性环境，40℃下，将2～5g CS/C膜浸入其中，向其中滴加0.01 mol·L‑1环氧氯丙烷溶液50mL作为交联剂，搅拌，反应2h，然后用去离子水将膜冲洗至中性，得交联壳聚糖/活性炭复合膜（CS/CL）；（3） 巯基壳聚糖/活性炭复合功能膜（CS‑SH/C）的制备：在反应容器中，依次加入2，3‑二巯基丁二酸400mL、乙酸酐240mL、乙酸160mL、浓硫酸0.6mL，充分混匀，振摇，冷却至室温，加入60～80g CS/CL膜，完全浸没其中，恒温38℃～40℃反应，振摇24h，取出，去离子水和乙醇反复洗至中性，35℃真空干燥，即得巯基壳聚糖/活性炭复合功能膜（CS‑SH/C）。