含过渡金属离子的壳聚糖基活性炭的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于吸附材料技术领域，具体设及多种含过渡金属离子的壳聚糖基活性炭 的制备方法。
【背景技术】
[0002] 活性炭的外观呈黑色，内部孔隙结构发达，比表面积大、吸附能力强，是一类微晶 质碳素材料，常用作吸附剂W及催化剂。活性炭在日常生活中的运用十分广泛，最常见的是 用于水的净化，此外还可用于净化空气、血液W及脱色等方面。近年来对活性炭的研究越来 越多，特别是在其结构改性方面。
[0003] 壳聚糖骨架上含有较多的-NH2、-OH，在不同的反应条件下，可与不同的过渡金属 离子、稀±金属离子反应生成各种不同结构的金属配合物，使其在生物学、医学、化学催化、 农业、环境等方面有广泛应用（壳聚糖基金属配合物材料及其应用现状，昆明理工大学学 报，2002)。但是当壳聚糖金属配合物完成各种性能后，其处理方法通常是焚烧或卫生填埋， 而使其面临新的环境问题。因此将壳聚糖金属配合物制备成负载金属的活性炭，为有效的 解决方案之一。
[0004] CN104549273A提供了一种负载金属氧化物的活性炭催化剂及其制备方法，先用强 酸将金属氧化物溶解成酸性溶液，再用上述酸性溶液浸泡活性炭载体，使金属离子吸附到 活性炭的孔隙中，然后用碱性溶液浸泡上述活性炭，使活性炭孔隙中的金属离子转化成不 稳定固体金属氨氧化物，最后将上述活性炭催化剂惊干，送进加热炉中高溫赔烧，使活性炭 孔隙中金属氨氧化物转化为稳定的固体金属氧化物得到负载金属氧化物的活性炭催化剂。 但是所得活性炭中金属含量低，而且操作过程复杂，不宜扩大生产。
[0005] CN101085424A提供了一种消除有害物质的过渡金属改性活性炭制备方法，取铜、 亚铁和儀的水溶性盐分别配置成水溶液，将50-80目的活性炭先后加入上述=种水溶液中 浸溃、100-120°C烘干1-2小时，然后在惰性气氛中于300-500°C赔烧4-5小时，冷却得过渡金 属改性活性炭。但是所得活性炭中金属分布不均一、含量低，活性炭吸附能力低。
[0006] CN103803545A提供了一种利用化学络合过程制备铜金属渗杂活性炭的方法，W聚 丙締腊共聚物为原材料，用盐酸径胺对其腊基基团进行官能化，得到含有大量氨基和径基 基团的产物，然后再与铜离子水溶液进行化学络合，得到铜渗杂聚丙締腊，选用氨氧化钟为 活化剂，在不同条件下对铜渗杂聚丙締腊进行活化，得到铜渗杂活性炭。所得活性炭中金属 含量低，操作过程复杂，而且存在有机试剂污染。
【发明内容】
[0007] 解决的技术问题:本发明的目的是克服现有技术的不足而提供多种含过渡金属离 子的壳聚糖基活性炭的制备方法，为壳聚糖金属配合物完成各种使用性能后提供一种有效 的最终解决方案，进一步拓展了壳聚糖类金属配合物的使用范围。
[000引技术方案：
[0009] 含过渡金属离子的壳聚糖基活性炭的制备方法，包括W下步骤：
[0010] 步骤1，壳聚糖过渡金属配合物的制备:将壳聚糖溶于乙酸溶液中，调节溶液抑至3 ~6，加入金属盐，揽拌反应，用4wt %的化2〇)3溶液调节溶液pH至8，壳聚糖过渡金属配合物 析出，过滤，滤饼用水洗涂，真空干燥，得到壳聚糖过渡金属配合物；
[001。 步骤2，过渡金属离子/N共渗杂壳聚糖基活性炭的制备:将步骤1所得壳聚糖过渡 金属配合物在600°C~900°C条件下灼烧至恒重，所得粉末研磨后加至蒸馈水中，煮沸回流， 抽滤，滤饼干燥后得到过渡金属离子/N共渗杂壳聚糖基活性炭。
[0012] 作为上述发明的进一步改进，步骤1中的金属盐为铁、儘、锋、铜、儀或钻的氯化物、 硫酸盐或硝酸盐中的一种。
[0013] 作为上述发明的进一步改进，步骤1中壳聚糖中的氨基与金属盐的摩尔比为1:1~ 8:1。
[0014] 作为上述发明的进一步改进，步骤1中用Imol/L NaO的周节溶液pH至3~6。
[0015] 作为上述发明的进一步改进，步骤1中揽拌反应的溫度为20°C~60°C，反应时间为 4~1化。
[0016] 作为上述发明的进一步改进，步骤2中所得粉末研磨后的粒度为100~300目。
[0017] 作为上述发明的进一步改进，步骤2中蒸馈水与所得粉末的质量比为100:1，回流 时间为化。
[001引有益效果：
[0019] 1、可W制备新型的具有高吸附活性的活性炭；
[0020] 2、可W拓展壳聚糖金属配合物的使用范围；
[0021] 3、为壳聚糖过渡金属配合物的最终使命提供一条环保而又经济的途径，也为其他 高分子类金属化合物的应用提供借鉴。
【附图说明】
[0022] 图1为壳聚糖、壳聚糖-儀配合物、壳聚糖-铜配合物的红外光谱图；
[0023] 图2为壳聚糖样品活性炭、儀离子/N共渗杂壳聚糖基活性炭，铜离子/N共渗杂壳聚 糖基活性炭的红外光谱图。
【具体实施方式】
[0024] W下实施例进一步说明本发明的内容，但不应理解为对本发明的限制。在不背离 本发明精神和实质的情况下，对本发明方法、步骤或条件所作的修改和替换，均属于本发明 的范围。若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段。
[0025] 实施例1
[0026] 含儀离子壳聚糖基活性炭的制备方法，包括W下步骤：
[0027] 步骤1，儀离子-壳聚糖配合物的制备
[00%]取4克壳聚糖粉末溶解在300mL的2%的乙酸溶液中（磁力揽拌机揽拌至透明均一 状态），用Imol/L的化OH调溶液抑值至6。再与0.55~4.43g的NiCl2.6出0反应，在50°C磁力揽 拌反应，反应化后，用4%化2〇)3水溶液调节溶液抑为8,壳聚糖儀配合物W凝胶状析出。过 滤，滤饼用水洗涂，并用抑试纸测定滤饼的抑W及用硝酸银溶液检测其中的氯离子，洗涂直 至抑为7及没有白色沉淀出现为止。最后在60°C下真空干燥，得到绿色配合物。
[0029] 图1(b)为儀离子-壳聚糖配合物(金属离子与壳聚糖中氨基的物质的量之比为4: 1)的红外光谱图。从图上可W看出，由于儀离子与壳聚糖的络合，使得3600cnfi左右的醇径 基峰，ieOOcnfi氨基振动峰，都向低波数偏移，强度变弱
[0030] 步骤2,儀离子/N共渗杂壳聚糖基活性炭的制备
[0031] 称取4g儀离子-壳聚糖配合物(步骤1中合成，儀离子与壳聚糖中氨基的物质的量 之比为4:1)放入两个30mL相蜗中（分别编号1号、2号），每个相蜗放入2g样品。设置马弗炉溫 度为70(TC，先将马弗炉预热至40(TC左右，然后用相蜗错夹起相蜗放置于马弗炉中。当溫度 达到70(TC时开始计时，灼烧1小时，冷却取出相蜗，放到电子天平上，1号称得的重量为 0.82g，2号称得的重量为0.83g。再次将相蜗放回马弗炉中继续灼烧半小时，取出相蜗，1号 称重得0.45g，2号称重得0.47g。继续放回灼烧半小时后取出，1号称重得0.25g，2号称重得 0.27g。放回再烧15分钟，1号称重得0.25g，2号称重得0.27g。达到恒重后取出相蜗冷却至室 溫，合并两相蜗里的粉末，再用研鉢研磨均匀，过100目筛。将过好筛的粉末加入到SOOmLS 口烧瓶里，加300mL蒸馈水在电炉上煮沸回流3小时。放冷至室溫，抽滤得到滤饼，真空干燥 (溫度为60°C)3小时得到儀离子/N共渗杂壳聚糖基活性炭。
[0032] 所得儀离子/N共渗杂壳聚糖基活性炭的产量为0.52g，产率为13.0%。
[0033] 图2(b)为儀离子/N共渗杂壳聚糖基活性炭的红外光谱图，壳聚糖-