一种壳聚糖复合材料的制备方法及应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及复合材料制备领域，具体涉及一种壳聚糖复合材料的制备方法及应 用。
【背景技术】
[0002] 随着经济的快速发展，由重金属离子造成的污染与日俱增，特别是重金属离子造 成的水体、土壤和食品污染已经一次又一次地损害我们的生存环境，重金属污染已经成为 影响我国人民健康水平和社会经济发展的一个重要因素。因此如何准确测定地质、生物和 环境样品中的痕量元素成为化学工作者所面临的一大挑战。
[0003] 在重金属污染物中，贵重金属金的污染也不容小觑。在工业生产中所产生的含金 废液中，金的含量多数较低，甚至微量、痕量，因此对于检测的灵敏度要求很高。目前的一些 技术，仅仅是单一的实现对金离子的检测或者吸附，而且由于含金废液中金的含量多数较 低，这些已合成的材料大多灵敏度不高，实用性不大。
[0004] 因此合成一种集检测与吸附于一体的复合材料来检测吸附金具有十分重要的现 实意义。
【发明内容】
[0005] 为解决上述技术问题，本发明提供一种壳聚糖复合材料的制备方法，将罗丹明B 接枝在壳聚糖微球上，实现了对金离子的痕量检测与吸附。
[0006] 本发明还提供了一种壳聚糖复合材料的应用。
[0007] 本发明提供的一种壳聚糖复合材料的制备方法，包括以下步骤：
[0008] (1)、制备壳聚糖纳米微球
[0009] 将液体石蜡、表面活性剂和助表面活性剂混合，搅拌1-2小时混匀后，逐滴加入到 壳聚糖乙酸溶液中，搅拌1-2小时混匀，再逐滴加入戊二醛一 1，4-二氧六环溶液，40°C油浴 6-8h，离心处理，依次用石油醚、乙醇和去离子水洗涤三遍，得到壳聚糖纳米微球；
[0010] (2)、接枝罗丹明B
[0011] 将罗丹明B、1-(3-二甲氨基丙基）-3-乙基碳二亚胺盐（EDC)和N-羟基琥珀酰亚 胺（NHS)溶解于去离子水中，磁力搅拌活化0.5-1小时得到混合溶液，加入壳聚糖纳米微球 水溶液，磁力搅拌48小时后离心分离，去离子水洗涤至离心后上层清液透明为止，得到壳 聚糖复合材料。
[0012] 步骤（1)所述壳聚糖乙酸溶液制备方法为：将壳聚糖溶解于质量浓度为3%乙酸 溶液中，溶解完全，得到质量浓度为7-9g/L壳聚糖乙酸溶液。
[0013] 步骤（1)中所加入液体石蜡质量为壳聚糖乙酸溶液的5-6倍，表面活性剂质量为 壳聚糖乙酸溶液1/3-1/2,助表面活性剂质量为壳聚糖质量8-10倍。所述表面活性剂为 span-80 ;所述助表面活性剂为硬脂酸镁。
[0014] 步骤（1)中加入的戊二醛一 1，4_二氧六环溶液质量为壳聚糖乙酸溶液的 1/100-2/100〇
[0015] 步骤（1)中所述戊二醛一 1，4-二氧六环溶液的制备方法为：量取3. 75ml的戊二 醛于50ml容量瓶中，用1，4-二氧六环定容至刻度线，配制成戊二醛一 1，4-二氧六环溶液 备用，所用1，4-二氧六环质量浓度为0. 08g/ml。
[0016] 步骤（1)中离心处理的具体步骤为：得到的产物先4000rpm低速离心去除粒径较 大的壳聚糖微球，然后再将清液8000rpm再次离心，得到较小颗粒的壳聚糖微球。
[0017] 步骤（2)中所述壳聚糖纳米微球水溶液制备方法为：将壳聚糖纳米微球超声分散 在去离子水中，得到质量浓度为20-30g/L壳聚糖纳米微球水溶液。
[0018] 步骤（2)中所加入罗丹明B、1-(3-二甲氨基丙基）-3_乙基碳二亚胺盐与N-羟 基琥珀酰亚胺的质量比为1 :5 :4,罗丹明B在混合溶液中的质量浓度为1-1. 5g/L，所加入 罗丹明B质量为壳聚糖纳米微球的1/20-1/25。
[0019] 进一步的，一种壳聚糖复合材料的制备方法，包括以下步骤：
[0020] (1)、制备壳聚糖纳米微球
[0021] 量取3. 75ml的戊二醛于50ml容量瓶中，用1，4_二氧六环定容至刻度线，配制成 戊二醛一 1，4-二氧六环溶液备用；称取0.1 g壳聚糖，溶解于12ml 3%的乙酸溶液得到壳聚 糖乙酸溶液，溶解完全混匀；将80ml的液体石蜡、4ml表面活性剂span-80、1.0 g助表面活 性剂硬脂酸镁室温搅拌1小时后，逐滴加入上述壳聚糖乙酸溶液，混合溶液继续搅拌1小时 后，逐滴滴加2ml已配置好的戊二醛溶液，40°C油浴六小时，将得到的产物先4000rpm低速 离心去除粒径较大的壳聚糖微球，然后再将清液SOOOrpm再次离心，得到较小颗粒的壳聚 糖微球，并依次用石油醚、乙醇和去离子水洗涤三遍得到壳聚糖纳米微球；
[0022] (2)、接枝罗丹明B
[0023] 取步骤（1)制备的壳聚糖纳米微球1.0 g超声分散在50ml去离子水中备用，称取 0. 05g罗丹明B、0. 25g EDC、0. 2g NHS溶解于50ml去离子水中，磁力搅拌活化半小时，倒入 超声分散在去离子水中的壳聚糖纳米微球，磁力搅拌48小时后离心分离，用去离子水洗涤 至离心后上层清液透明为止，得到壳聚糖复合材料。
[0024] 本发明提供的一种壳聚糖复合材料的应用，对金离子的痕量检测与吸附的应用。
[0025] span-80是失水山梨醇单油酸酷，一种非离子型乳化剂，含有亲油的油酸醋基团 和亲水的烃基；硬脂酸镁是阴离子型乳化剂，含有亲油的烃基和亲水的-COCT离子，在两者 共同作用下的分散相界面上，span80的非极性基团与Ms亲脂基插入油相，而span80的三 个羟基及-COCT离子插入水相，在乳滴界面上交叉排列增大了分子间相互作用力，且使乳 滴界面带上电荷，相互排斥，不易团聚，随后用戊二醛进行交联固化，就得到分散性较好 的壳聚糖纳米粒。
[0026] 本发明利用壳聚糖为载体，表面修饰罗丹明B荧光基团，制备了能对AuCV集吸 附与检测于一体的多功能纳米材料。与现有技术相比，本发明充分利用荧光物质，壳聚糖和 纳米材料的特点，使功能基团在壳聚糖分子表面相对集中，能够完成同时对AuCV实现吸 附和检测的目的。本发明制备的壳聚糖复合材料中含有罗丹明B荧光基团和氨基，能够对 AuCV进行现吸附和荧光检测。因此，该产品可以同时实现吸附和检测，具有多功能性质。
【附图说明】
[0027] 图1为制备壳聚糖纳米微球不意图；
[0028] 图2为壳聚糖纳米微球的扫描电镜图；
[0029] 图3为壳聚糖分子、壳聚糖微球（CS)，罗丹明B(RhB)、CS-RhB和Au(III)离子吸 附到CS-RhB材料上的红外表征图；
[0030] 图4壳聚糖-罗丹明B复合材料0.4g/L在（pH 4. 5)溶液中随Au (III)离子浓度 (从上到下：〇,〇· 19, 0· 95, 4. 75, 7, 9. 5, 11，19, 23. 75, 38, 47. 5, 95, 150, 190 μ M.)浓度增加 的荧光光谱图；
[0031] 图5为Au(III)呙子与焚光强度的关系图；
[0032] 图6为壳聚糖-罗丹明B复合材料对Au(III)离子的等温吸附线；
[0033] 图7为壳聚糖-罗丹明B复合材料对AuC V荧光猝灭示意图。
【具体实施方式】
[0034] 实施例1
[0035] 一种壳聚糖复合材料的制备方法，包括以下步骤：
[0036] (1)、制备壳聚糖纳米微球
[0037] 量取3. 75ml的戊二醛于50ml容量瓶中，用1,4-二氧六环定容至刻度线，配制成 戊二醛一 1，4-二氧六环溶液备用；称取0.1 g壳聚糖，溶解于12ml 3%的乙酸溶液得到壳聚 糖乙酸溶液，溶解完全混匀；将80ml的液体石蜡、4ml表面活性剂span-80、1.0 g助表面活 性剂硬脂