紫外光照射条件下壳聚糖改性胶原蛋白‑铁锰氧化物的制备方法及应用与流程

文档序号:11434928阅读:330来源:国知局
紫外光照射条件下壳聚糖改性胶原蛋白-铁锰氧化物的制备方法及应用技术领域本发明涉及环保工程技术领域,特别涉及水处理净水剂的技术领域,具体涉及一种紫外光照射条件下壳聚糖改性胶原蛋白-铁锰氧化物的制备方法及应用。

背景技术:
重金属锰是一种典型优先控制污染物,许多出生缺陷、恶性肿瘤都与其毒性有关,严重影响人类健康和环境可持续发展。随着锰矿开采、冶炼等矿石采集加工过程,以及废弃尾矿风化、淋滤等产生大量重金属污染物,导致矿区周边地表水及地下水锰含量严重超标,所以开展水环境中锰污染治理相关研究是当前水务工作者研究的重点。为有效控制锰污染,迫切需要研究开发出新的水体除锰技术。在众多的水处理技术当中,絮凝沉淀由于操作简单、处理效果好等诸多优点,已经逐渐发展为重金属废水的重要方法之一,因此,新型高效环保絮凝剂的开发研究已经逐渐成为水处理剂的重要发展方向。当前絮凝剂种类众多,性质差异较大。目前应用最为普遍的即是单一无机絮凝剂或单一有机絮凝剂,这类絮凝剂具有制备方法简单,价格相对低廉的特点,但是这类絮凝剂去除重金属效果确不理想。含有特殊官能团的螯合剂由于具有可以和重金属离子相互络合的基团,因此近年来常常将特殊官能团引入到传统絮凝剂当中,以提高其对重金属的去除效果。

技术实现要素:
针对现有技术存在的上述问题,本发明的第一个目的是提供一种针对重金属离子去除效果较好的絮凝剂的制备方法。本发明的第二个目的是提供上述方法制备出的絮凝剂的应用。为实现本发明第一个目的,本发明采用如下技术方案:紫外光照射条件下壳聚糖改性胶原蛋白-铁锰氧化物的制备方法,其特征在于:包括如下步骤:S1:室温下,将壳聚糖加入到反应容器中,加入浓度为0.5~2.0mol/L的稀酸使壳聚糖溶胀;稀酸可以是盐酸或醋酸,壳聚糖的纯度级别可以为:优级纯、分析纯、化学纯、生物级;S2:再加入去离子水促进壳聚糖充分溶解,且壳聚糖与去离子水的质量比控制在1:50~100之间;S3:将交联剂和反应单体鱼鳞提取胶原蛋白加入到反应容器中混合均匀,壳聚糖和反应单体鱼鳞提取胶原蛋白的质量比为10~90:90~10;S4:调节反应体系的pH值,使反应体系中的混合溶液的pH值控制在2.5~6之间,最后搅拌均匀;此处的反应体系指经过步骤S3后反应容器中的混合物;S5:将反应容器置于紫外灯光射下进行反应,常温下照射5~60min,即得壳聚糖改性胶原蛋白产物;利用紫外引发效应促进反应进行。S6:将壳聚糖改性胶原蛋白产物与铁锰氧化物按照质量比为10~90:90~10混合搅拌,搅拌均匀后置于超声波反应器中超声分散反应10~60min,即得复合絮凝剂壳聚糖改性胶原蛋白-铁锰氧化物。利用超声效应将纳米铁锰氧化物均匀分散在整个反应体系中,并与壳聚糖改性胶原蛋白发生复合反应。作为优选,所述步骤S1中,壳聚糖的脱乙酰度在55~90%。作为优选,步骤S3中,将交联剂(交联剂可以是花青素、茶多酚、甲醛、戊二醛)、鱼鳞提取胶原蛋白分别溶解后依次加入到反应容器中,也可以混合均匀后一次性加入反应容器中。其中分别溶解后依次加入法所制备的壳聚糖改性胶原蛋白-铁锰氧化物性能优于混合均匀后一次性加入法最后制备的产物。鱼鳞提取胶原蛋白可以是固体也可以是液体。作为优选,所述步骤S5中紫外光的功率控制在100~2000w,紫外光的波长控制在220~400nm之间,主波长是365nm。其中100~500w之间所制备的壳聚糖改性胶原蛋白-铁锰氧化物性能优于500~2000w之间所制备的产物,主要是随着功率的增大,所释放的能量较大,体系温度较高,对反应不利。作为优选,所述步骤S5中紫外光照射时间控制在5~20min。紫外光照射时间过长使反应体系温度升高过快,且短时间内反应体系释放出大量能量,反而不利于反应的发生。作为优选,所述步骤S6中超声功率控制在20~60w之间。超声功率过高,超声时间过长使反应体系温度偏高,且超声分散体系释放出大量能量,反而不利于反应的发生。为实现本发明第二个目的,本发明采用如下技术方案:上述方法制备出的壳聚糖改性胶原蛋白-铁锰氧化物,应用于去除水体中Mn。相对于现有技术,本发明具有如下优点:(1)本发明提供的制备壳聚糖改性胶原蛋白-铁锰氧化物的方法,步骤简单,易于工业化生产,另外,制备采用的两种有机反应原料都属于绿色环保型,其中壳聚糖来源于虾壳等废料、鱼鳞胶原蛋白来...
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