磁性壳聚糖小球的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种磁性壳聚糖小球的制备方法，包括以下步骤：(1)将三价铁盐和乙二醇混合搅拌，形成澄清溶液A；(2)将壳聚糖和草酸钠加入乙二醇中，混合搅拌，形成澄清溶液B；(3)将步骤(1)所得溶液A在搅拌状态下通入氮气鼓泡0.5‑2小时后，缓慢将步骤(2)所得溶液B加入，然后将混合溶液加热至160‑200℃，持续搅拌反应12‑48小时；(4)停止搅拌和加热，收集沉淀物进行洗涤并干燥即得磁性壳聚糖小球。本发明专利技术的磁性壳聚糖小球的制备方法具有以下优点：工艺简单、分离方便，节约能源、易于工业化操作，生产安全性好；制备所得磁性壳聚糖小球粒径均一，机械强度好，形貌良好。

Method for preparing magnetic chitosan beads

The invention discloses a preparation method of magnetic chitosan beads, which comprises the following steps: (1) the trivalent ferric salt and ethylene glycol mixing, the formation of a clear solution of A; (2) the chitosan and sodium oxalate is blended with ethylene glycol, the formation of a clear solution, B; (3) the step (1) the A of the solution under the condition of stirring bubbling nitrogen into the 0.5 after 2 hours, the slow steps (2) the solution B is added, then the mixture was heated to 160 DEG C 200, continuous stirring for 12 48 hours; (4) stop stirring and heating, the precipitate was collected for washing and drying to obtain magnetic chitosan beads. Preparation method of magnetic chitosan beads of the invention has the following advantages: simple process, easy separation, energy saving, easy operation, good production safety; the preparation of magnetic chitosan beads with uniform particle size, good mechanical strength, good appearance.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于高分子环境材料
，尤其是涉及一种磁性壳聚糖小球的制备方法。
技术介绍
生物质天然高分子被认为是一种性能优良的除重金属吸附剂，因为生物质天然高分子通常具有无毒、易再生、可生物降解、环境友好、来源广泛等特点。其中，壳聚糖就是有着优异性能的多糖类材料，它来源于甲壳素，是世界上第二大来源丰富的生物质天然高分子。壳聚糖分子链骨架上由于具有丰富的羟基和氨基，具有突出的螯合效应，可作为高效吸附剂用于去除工业废水中重金属。提高壳聚糖类吸附剂的吸附容量以及增加其分离速率，设计和开发新型的壳聚糖类吸附剂是目前研究的热点。传统的做法是将壳聚糖做成水凝胶的形式，水凝胶是无定形态的，这样做的结果可以一定程度上提高壳聚糖吸附重金属的能力。但是水凝胶形态的壳聚糖机械强度比较差，固液分离比较困难。采用磁性纳米Fe3O4颗粒负载壳聚糖可以很好的解决固液分离的问题，例如有研究将壳聚糖链嫁接到纳米级的Fe3O4球形颗粒上做出磁性壳聚糖小球，然而他们的合成方法非常复杂，至少需要三步，即Fe3O4的合成、表面改性及壳聚糖嫁接。
技术实现思路
专利技术目的：针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供了一种简易的磁性壳聚糖小球的制备方法。技术方案：本专利技术所述的磁性壳聚糖小球的制备方法，包括以下步骤：(1)将三价铁盐和乙二醇混合搅拌，形成澄清溶液A；(2)将壳聚糖和草酸钠加入乙二醇中，混合搅拌，形成澄清溶液B；(3)将步骤(1)所得溶液A在搅拌状态下通入氮气鼓泡0.5-2小时后，将步骤(2)所得溶液B加入溶液A中，将混合溶液加热至160-200℃，搅拌条件下持续反应12-48小时；(4)停止搅拌和加热，收集沉淀物进行洗涤并干燥即得磁性壳聚糖小球。优选的，步骤(1)中，所述的三价铁盐为FeCl3˙6H2O、Fe2(SO4)3˙H2O和Fe(NO3)3˙9H2O中的至少一种。优选的，步骤(1)中，三价铁盐和乙二醇的用量比1:5-10。优选的，步骤(2)中，壳聚糖、草酸钠和乙二醇的用量比1:1-15:5-10。进一步优选的，步骤(2)中，壳聚糖、草酸钠和乙二醇的用量比1:5-10:5-10。优选的，步骤(3)中，所述混合溶液中三价铁盐、壳聚糖和草酸钠的质量比为1:1-10:2-15。进一步优选的，步骤(3)中，所述混合溶液中三价铁盐、壳聚糖和草酸钠的质量比为1:5-6:8-10。优选的，步骤(1)和(2)中，搅拌速率为10r/min-200r/min，搅拌时间为0.5-2h。进一步优选的，步骤(1)和(2)中，搅拌速率为80-120r/min，搅拌时间为1-1.5h。优选的，步骤(3)中，搅拌速率为10r/min-200r/min，最好为80-120r/min。进一步优选的，步骤(3)中，反应温度为180-190℃，反应时间为24-36h。优选的，步骤(4)收集沉淀物后分别用乙醇和水分别洗涤，然后在50-100℃真空干燥12-24h即得。进一步优选的，步骤(4)所述干燥在50-60℃真空干燥16-20h。上述制备方法制备得到的磁性壳聚糖小球也在本专利技术的保护范围内。制备所得磁性壳聚糖小球粒径均一，粒径范围为100-800nm。本制备方法中所用原料均为市场采购所得。有益效果：相比较于现有技术，本专利技术的磁性壳聚糖小球的制备方法具有以下优点：(1)工艺简单、分离方便，节约能源、易于工业化操作，生产安全性好；(2)制备所得磁性壳聚糖小球粒径均一，粒径为100-800nm；形貌良好。附图说明图1为制备所得磁性壳聚糖小球的电镜图；图2为制备所得磁性壳聚糖小球的DLS粒径分布图。具体实施方式实施例1在反应釜1中投入5.4g FeCl3˙6H2O和54ml乙二醇，以10r/min的速率搅拌2h后形成澄清溶液A；在反应釜2中投入5.4g壳聚糖和27g草酸钠，溶解于54ml乙二醇中，以50r/min的速率搅拌1.5h后形成澄清溶液B；反应釜1开启100r/min的搅拌速率，通入氮气鼓泡0.5小时后，将反应釜2中的澄清溶液B缓慢的倒入反应釜1中，将反应釜1中混合溶液加热到160℃，持续搅拌反应48小时；停止搅拌和加热，将沉淀物用乙醇和水清洗，在50℃真空干燥箱中干燥24h，得到磁性壳聚糖小球。实施例2在反应釜1中投入5.4g FeCl3˙6H2O和43.2ml乙二醇，以200r/min的速率搅拌0.5h后形成澄清溶液A；在反应釜2中投入27g壳聚糖和54g草酸钠，溶解于216ml乙二醇中，以50r/min的速率搅拌1.5h后形成澄清溶液B；反应釜1开启10r/min的搅拌速率，通入氮气鼓泡2小时后，将反应釜2中的澄清溶液B缓慢的倒入反应釜1中，将反应釜1中混合溶液加热到185℃，持续搅拌反应36小时；停止搅拌和加热，将沉淀物用乙醇和水清洗，在100℃真空干燥箱中干燥12h，得到磁性壳聚糖小球。实施例3在反应釜1中投入8.0g Fe2(SO4)3˙H2O和40ml乙二醇，以150r/min的速率搅拌2h后形成澄清溶液A；在反应釜2中投入32g壳聚糖和40g草酸钠，溶解于160ml乙二醇中，以150r/min的速率搅拌2h后形成澄清溶液B；反应釜1开启200r/min的搅拌速率，通入氮气鼓泡2小时后，将反应釜2中的澄清溶液B缓慢的倒入反应釜1中，将反应釜1中混合溶液加热到200℃，持续搅拌反应24小时；停止搅拌和加热，将沉淀物用乙醇和水清洗，在80℃真空干燥箱中干燥18h，得到磁性壳聚糖小球。实施例4在反应釜1中投入8.0g Fe2(SO4)3˙H2O和64ml乙二醇，以120r/min的速率搅拌1h后形成澄清溶液A；在反应釜2中投入80g壳聚糖和120g草酸钠，溶解于400ml乙二醇中，以120r/min的速率搅拌1h后形成澄清溶液B；反应釜1开启120r/min的搅拌速率，通入氮气鼓泡2小时后，将反应釜2中的澄清溶液B缓慢的倒入反应釜1中，将反应釜1中混合溶液加热到190℃，持续搅拌反应12小时；停止搅拌和加热，将沉淀物用乙醇和水清洗，在50℃真空干燥箱中干燥24h，得到磁性壳聚糖小球。实施例5在反应釜1中投入8.1g Fe(NO3)39H2O和81ml乙二醇，以80r/min的速率搅拌1.5h后形成澄清溶液A；在反应釜2中投入8.1g壳聚糖和16.2g草酸钠，溶解于40.5ml乙二醇中，以80r/min的速率搅拌1.5h后形成澄清溶液B；反应釜1开启80r/min的搅拌速率，通入氮气鼓泡0.5小时后，将反应釜2中的澄清溶液B缓慢的倒入反应釜1中，将反应釜1中混合溶液加热到160℃，持续搅拌反应48小时；停止搅拌和加热，将沉淀物用乙醇和水清洗，在60℃真空干燥箱中干燥20h，得到磁性壳聚糖小球。实施例6在反应釜1中投入8.1g Fe(NO3)39H2O和64.8ml乙二醇，以10r/min的速率搅拌1.5h后形成澄清溶液A；在反应釜2中投入32.4g壳聚糖和40.4g草酸钠，溶解于324ml乙二醇中，以10r/min的速率搅拌1.5h后形成澄清溶液B；反应釜1开启120r/min的搅拌速率，通入氮气鼓泡2小时后，将反应釜2中的澄清溶液B缓慢的倒入反应釜1中，将反应釜1中混合溶液加热到200℃，持续搅拌反应24小时本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种磁性壳聚糖小球的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将三价铁盐和乙二醇混合搅拌，形成澄清溶液A；(2)将壳聚糖和草酸钠加入乙二醇中，混合搅拌，形成澄清溶液B；(3)将步骤(1)所得溶液A在搅拌状态下通入氮气鼓泡0.5‑2小时后，将步骤(2)所得溶液B加入溶液A中，将混合溶液加热至160‑200℃，搅拌条件下持续反应12‑48小时；(4)停止搅拌和加热，收集沉淀物进行洗涤并干燥即得磁性壳聚糖小球。

【技术特征摘要】
1.一种磁性壳聚糖小球的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将三价铁盐和乙二醇混合搅拌，形成澄清溶液A；(2)将壳聚糖和草酸钠加入乙二醇中，混合搅拌，形成澄清溶液B；(3)将步骤(1)所得溶液A在搅拌状态下通入氮气鼓泡0.5-2小时后，将步骤(2)所得溶液B加入溶液A中，将混合溶液加热至160-200℃，搅拌条件下持续反应12-48小时；(4)停止搅拌和加热，收集沉淀物进行洗涤并干燥即得磁性壳聚糖小球。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述的三价铁盐为FeCl3˙6H2O、Fe2(SO4)3˙H2O和Fe(NO3)3˙9H2O中的至少一种。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，三价铁盐和乙二醇的用量比1:5-10。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，壳聚糖、草酸钠...

【专利技术属性】
技术研发人员：江伟，吴兵，顾强，
申请(专利权)人：南京大学，中华人民共和国张家港出入境检验检疫局，
类型：发明
国别省市：江苏;32