【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及高分子材料，尤其是涉及一种卡拉胶基吸附材料及其制备方法和在抗生素/重金属双重吸附中的应用。
技术介绍
1、κ-卡拉胶（κca）是从海洋红藻中提取的水溶性多糖，因具有磺酸基的亲水性胶体、亲水基团以及三维网状结构，故可以在水溶液中能迅速溶胀，并有利于缩短达到吸附平衡的时间，因此成为合成凝胶材料常用的天然大分子。由天然大分子物理交联制备出的聚合物凝胶材料具有优异的抗疲劳性能和自修复性能，因而被研究者们所青睐。由天然大分子化学交联制备出的聚合物凝胶材料具有非凡的机械性能，但由于化学交联的不可逆性以及有毒的化学交联剂的使用，导致大多数凝胶材料具有较差的自修复性能和生物相容性。
2、黑色素（mel）是一种由酚类组成的多功能复合聚合物，广泛存在于动物、植物和微生物中。黑色素具有许多优良的性能，如耐高温、耐辐射和抗菌等，黑色素优异的性能使其在复杂的自然条件下用于环境修复材料具有内在优势。然而，mel是粉末状的生物吸附材料，这使得吸附剂和溶液的分离在实践中非常困难，容易造成二次污染。
3、针对上述问题，本专利技术设计了一种物理-化学杂化交联的方法，将天然黑色素接枝于物理-化学双交联体系的κ-卡拉胶网络中，使用冷冻干燥机进行“微冻干”调控程序，制备得到一种具有多孔结构的天然黑色素/甲基丙烯酸酯-κ-卡拉胶（mel/ma-κca）吸附剂。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种卡拉胶基吸附材料及其制备方法和在抗生素/重金属双重吸附中的应用，解决上述
技术介绍
中提
2、为实现上述目的，本专利技术提供了一种卡拉胶基吸附材料的制备方法，包括以下步骤：
3、（1）杏壳中天然黑色素的提取；
4、（2）利用ma光敏基团对κca进行酯化反应合成ma-κca；
5、（3）将提取出的天然黑色素接枝于ma-κca网络中制得黑色素/ma-κca多孔凝胶吸附材料。
6、优选的，步骤（1）的具体操作为：
7、将干燥的杏壳粉碎过筛，按料液比1:15溶于naoh溶液中，静置后除去固体，上清液用稀hcl调ph，静置沉淀后离心，除去上清液，沉淀用去离子水调ph，再加入体积比为0.1%的纤维素酶和糖化酶，水浴加热后离心除去上清液，对酶处理后的固体按料液比1:20加入naoh溶液，超声溶解，酸沉后离心去除上清液，烘干后所得固体即为黑色素，避光密封。
8、优选的，naoh溶液浓度为2mol/l，稀hcl调ph至2.2；去离子水调ph至5.0；水浴加热至60℃，避光密封于4℃环境下。
9、优选的，步骤（2）的具体操作为：
10、将质量体积百分比浓度为2%的κca加入去离子水中，80℃条件下溶解，然后加入ma在50℃条件下反应，反应过程中保持溶液ph值恒定，反应完成后透析得到纯净的ma-κca溶液，冷冻干燥后避光保存。
11、优选的，溶液ph值为8.0；透析条件为：使用14kda截止透析袋在4℃下透析3天；冷冻干燥温度为-80℃，保存温度为-20℃。
12、优选的，步骤（3）的具体操作为：
13、将ma-κca大分子单体以及未改性的κca添加到质量体积百分比浓度为0.25%的光引发剂中，80℃条件下溶解得到ma-κca溶液，取提取出的杏壳黑色素溶解在浓度为2mol/l的naoh溶液中，在50℃下加入到ma-κca溶液中搅拌，得到mel/ma-κca；
14、加入质量体积百分比浓度为5%的kcl溶液作为引发剂以引发交联，获得物理交联的mel/ma-κca凝胶，然后紫外线照射完成光交联反应后迅速倒入模具中，获得物理-化学双交联的mel/ma-κca凝胶，冷却后用去离子水洗涤，烘干表面水分后冷冻避光保存。
15、优选的，冷冻过程为：先转移至-20℃冷冻干燥机中冷冻2h，然后转移至-50℃的冷冻干燥机中冷冻1h。
16、本专利技术还提供了由上述制备方法制得的一种卡拉胶基吸附材料。
17、本专利技术还提供了上述卡拉胶基吸附材料在吸附抗生素和重金属中的应用。
18、因此，本专利技术提供的一种卡拉胶基吸附材料及其制备方法和在抗生素/重金属双重吸附中的应用，具有以下有益效果：
19、（1）通过设计物理-化学杂化交联的方式，在钾离子交联的基础上，利用甲基丙烯酸酐（ma）的光敏基团对κca进行化学官能化，从而设计出物理-化学双交联体系的聚合物凝胶，扩展了κca在环境领域的应用。
20、（2）根据物理-化学双交联体系的κca具有丰富的网络骨架的特点，将天然黑色素在其聚合物网络上进行接枝组装，制得了具有多孔结构的天然黑色素/甲基丙烯酸酯-κ-卡拉胶（mel/ma-κca）吸附剂，该吸附材料的溶胀性能好、稳定性高、并且不会造成二次污染，可以实现对抗生素和重金属的双重吸附。
21、下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。
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1.一种卡拉胶基吸附材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种卡拉胶基吸附材料的制备方法，其特征在于，步骤（1）的具体操作为：
3.根据权利要求2所述的一种卡拉胶基吸附材料的制备方法，其特征在于：NaOH溶液浓度为2mol/L，稀HCl调pH至2.2；去离子水调pH至5.0；水浴加热至60℃，避光密封于4℃环境下。
4.根据权利要求1所述的一种卡拉胶基吸附材料的制备方法，其特征在于，步骤（2）的具体操作为：
5.根据权利要求4所述的一种卡拉胶基吸附材料的制备方法，其特征在于：溶液pH值为8.0；透析条件为：使用14kDa截止透析袋在4℃下透析3天；冷冻干燥温度为-80℃，保存温度为-20℃。
6.根据权利要求1所述的一种卡拉胶基吸附材料的制备方法，其特征在于，步骤（3）的具体操作为：
7.根据权利要求6所述的一种卡拉胶基吸附材料的制备方法，其特征在于，冷冻过程为：先转移至-20℃冷冻干燥机中冷冻2h，然后转移至-50℃的冷冻干燥机中冷冻1h。
8.一种卡拉胶基吸附材料
9.如权利要求8所述的一种卡拉胶基吸附材料的应用，其特征在于：所述吸附材料应用于对抗生素和重金属的双重吸附。
...【技术特征摘要】
1.一种卡拉胶基吸附材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种卡拉胶基吸附材料的制备方法，其特征在于，步骤（1）的具体操作为：
3.根据权利要求2所述的一种卡拉胶基吸附材料的制备方法，其特征在于：naoh溶液浓度为2mol/l，稀hcl调ph至2.2；去离子水调ph至5.0；水浴加热至60℃，避光密封于4℃环境下。
4.根据权利要求1所述的一种卡拉胶基吸附材料的制备方法，其特征在于，步骤（2）的具体操作为：
5.根据权利要求4所述的一种卡拉胶基吸附材料的制备方法，其特征在于：溶液ph值为8.0；透析条件为：使用1...
【专利技术属性】
技术研发人员：高莉，郝瑞，赵英虎，季海霞，马小凯，张涛涛，张光宇，
申请(专利权)人：中北大学，
类型：发明
国别省市：
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