复合碳纳米管交联壳聚糖吸附剂的制备方法技术

本发明专利技术涉及复合碳纳米管交联壳聚糖吸附剂的制备方法：以壳聚糖为初始原料，与金属离子形成配合物，得壳聚糖金属配合物；然后，以壳聚糖金属配合物为基础，以环氧氯丙烷作为交联剂，得交联壳聚糖金属配合物以上述交联壳聚糖金属配合物为母体，与碳纳米管进行复合，制备得复合碳纳米管交联壳聚糖吸附剂。该方法制备的复合碳纳米管交联壳聚糖吸附剂有较大的化学稳定性和生物相容性，制备工艺简单可行；对重金属离子有较高的选择性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于吸附剂制作
，具体涉及复合碳纳米管交联壳聚糖吸附剂的制备方法。
技术介绍
矿山开采、有色金属冶炼、化工、电子、仪表等工业中许多生产过程中产生大量含重金属离子(镉、铬、铜、汞、钴、镍等)的废水，是对水环境污染的重金属离子主要污染源，重金属离子污染已经成为危害人类身体健康的一个重大问题。在分离和富集有害重金属离子的众多方法中，吸附法是较为有效和广泛使用的方法。生物吸附剂，由于其可再生性，自然降解性，价格低廉，被认为是分离富集重金属的新型材料，此类新型材料已经成为这个领域研究的焦点。壳聚糖(chitosan)是由甲壳素经过脱乙酰作用得到的，化学名称为聚葡萄糖胺(1～4)～2～氨基～B～D葡萄糖，在近些年壳聚糖及其衍生物在水处理中的应用越来越受到人们的重视，但是壳聚糖在酸性条件下易溶解，极大地限制了壳聚糖的pH适用范围。碳纳米管(CNTs)具有比表面积大、吸附容量大等优点，然而传统的磁性碳纳米管吸附剂制备存在工艺复杂、无法在酸性溶液中使用等缺点。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的缺陷和不足，本专利技术提供了复合碳纳米管交联壳聚糖吸附剂的制备方法。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：该技术方案主要包括以下步
骤：(1)以壳聚糖为初始原料，与金属离子形成配合物，得壳聚糖金属配合物；(2)以上述壳聚糖金属配合物为基础，以环氧氯丙烷作为交联剂，得交联壳聚糖金属配合物；(3)以上述交联壳聚糖金属配合物为母体，与碳纳米管进行复合，制备得复合碳纳米管交联壳聚糖吸附剂。所述方法进一步包括：(1)以1～8％(wt％)的醋酸水溶液为溶剂，以金属盐、壳聚糖为溶质，配制浓度为3～60g/L的壳聚糖溶液，在40～100℃的温度下搅拌1～8小时，制得壳聚糖金属配合物溶液；将其与碱性凝固液接触，制备直径为1.0～10.0mm的壳聚糖金属配合物；(2)室温下，向壳聚糖金属配合物中滴加质量分数为4～6％的NaOH溶液，然后升温至68～72℃，滴加环氧氯丙烷1.0～1.7ml，搅拌反应4～6小时；将反应所得的产物过滤后水洗，直至洗涤液的pH值达到中性；将其干燥至恒重，得交联壳聚糖金属配合物；(3)称取0.1～1g交联壳聚糖金属配合物和0.1～1g碳纳米管于烧杯，加入质量分数为1％～5％的稀醋酸溶液中，搅拌5～10min，使混合均匀；再加入0.1～0.8g碳酸盐，搅拌至气泡均匀，静置10min；，搅拌至气泡均匀，静置10min；采用氢氧化钠溶液反复洗涤、抽滤至溶液pH值为中性时止；真空干燥，即得复合碳纳米管交联壳聚糖吸附剂。所述步骤(1)中的金属离子为铜、钴、镍、镉、铬、锌、铅、银或铁中
的任一种，金属离子的用量为按每克壳聚糖加入4.5mmol。所述步骤(2)中的反应溶剂均为去离子水。所述步骤(3)中未纯化碳纳米管原始样品，其样品为化学气相沉积法、激光法或电弧法制备未纯化的碳纳米管原始样品。所述步骤(3)中未纯化碳纳米管原始样品为单壁碳纳米管或多壁碳纳米管。所述步骤(3)中的碳酸盐为碳酸氢钠、碳酸钠或碳酸氢氨中任一种。同现有技术相比，本专利技术的有益效果为：该方法制备的复合碳纳米管交联壳聚糖吸附剂有较大的化学稳定性和生物相容性，制备工艺简单可行；对重金属离子有较高的选择性。具体实施方式本专利技术实施方式主要提供复合碳纳米管交联壳聚糖吸附剂的制备方法，为便于很好的理解，下面结合具体实施例对本专利技术作进一步说明，但本专利技术的内容并不限于此。对复合碳纳米管交联壳聚糖吸附剂的制备方法，主要包括以下步骤：(1)以壳聚糖为初始原料，与金属离子形成配合物，得壳聚糖金属配合物；(2)以上述壳聚糖金属配合物为基础，以环氧氯丙烷作为交联剂，得交联壳聚糖金属配合物；(3)以上述交联壳聚糖金属配合物为母体，与碳纳米管进行复合，制备得复合碳纳米管交联壳聚糖吸附剂。实际中具体的制备方法，按下述步骤进行：以1％(wt％)的醋酸水溶液为溶剂，以金属盐、壳聚糖为溶质，配制浓度为60g/L的壳聚糖溶液，在80℃的温度下搅拌8小时，制得壳聚糖金属配合物溶液；将其与碱性凝固液接触，制备直径为10.0mm的壳聚糖金属配合物；室温下，向壳聚糖金属配合物中滴加质量分数为6％的NaOH溶液，然后升温至72℃，滴加环氧氯丙烷1.7ml，搅拌反应6小时；将反应所得的产物过滤后水洗，直至洗涤液的pH值达到中性；将其干燥至恒重，得交联壳聚糖金属配合物；称取1g交联壳聚糖金属配合物和1g多壁碳纳米管于烧杯，加入质量分数为5％的稀醋酸溶液中，搅拌10min，使混合均匀；再加入0.8g碳酸钠，搅拌至气泡均匀，静置10min；，搅拌至气泡均匀，静置10min；采用氢氧化钠溶液反复洗涤、抽滤至溶液pH值为中性时止；真空干燥，即得复合碳纳米管交联壳聚糖吸附剂。该方法制备的复合碳纳米管交联壳聚糖吸附剂有较大的化学稳定性和生物相容性，制备工艺简单可行；对重金属离子有较高的选择性。本文档来自技高网...

【技术保护点】
复合碳纳米管交联壳聚糖吸附剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)以壳聚糖为初始原料，与金属离子形成配合物，得壳聚糖金属配合物；(2)以上述壳聚糖金属配合物为基础，以环氧氯丙烷作为交联剂，得交联壳聚糖金属配合物；(3)以上述交联壳聚糖金属配合物为母体，与碳纳米管进行复合，制备得复合碳纳米管交联壳聚糖吸附剂。

【技术特征摘要】
1.复合碳纳米管交联壳聚糖吸附剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)以壳聚糖为初始原料，与金属离子形成配合物，得壳聚糖金属配合物；(2)以上述壳聚糖金属配合物为基础，以环氧氯丙烷作为交联剂，得交联壳聚糖金属配合物；(3)以上述交联壳聚糖金属配合物为母体，与碳纳米管进行复合，制备得复合碳纳米管交联壳聚糖吸附剂。2.根据权利要求1所述复合碳纳米管交联壳聚糖吸附剂的制备方法，包括金属离子形成配合物、交联改性和与碳纳米管的复合过程，其特征在于：所述金属离子形成配合物过程包括以下步骤：(1)以1～8％(wt％)的醋酸水溶液为溶剂，以金属盐、壳聚糖为溶质，配制浓度为3～60g/L的壳聚糖溶液，在40～100℃的温度下搅拌1～8小时，制得壳聚糖金属配合物溶液；(2)将上述(1)中制得的所述壳聚糖金属配合物溶液与碱性凝固液接触，制备直径为1.0～10.0mm的壳聚糖金属配合物。3.根据权利要求1所述复合碳纳米管交联壳聚糖吸附剂的制备方法，包括金属离子形成配合物、交联改性和与碳纳米管的复合过程，其特征在于：所述交联改性过程包括以下步骤：(1)室温下，向壳聚糖金属配合物中滴加质量分数为4～6％的NaOH溶液，然后升温至68～72℃，滴加环氧氯丙烷1.0～1.7ml，搅拌反应4～6小时；(2)将步骤(1)反应所得的产物过滤后水洗，直至洗涤液的pH值达到中性；将其干燥至恒重，得交联壳聚糖金属配合物。4.根据权利要求1所述复合碳纳米管交联壳聚糖吸附剂的制...

【专利技术属性】
技术研发人员：李孟顺，
申请(专利权)人：西安以锵电子科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61