CN108855005A - 一种用于吸附染色剂的三元共混物及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于染料吸附技术领域，提供了一种用于吸附染色剂的三元共混物及其制备方法。该制备方法包括：将质量分数为8‑12mg/ml的壳聚糖溶液、质量分数为8‑12mg/ml的明胶溶液和质量分数为8‑12mg/ml的聚乙烯醇溶液按照添加量为1‑4:1‑4:1‑3进行共混后烘干。该制备方法简单，操作容易，由该制备方法制备得到的三元共混物性能稳定，对染料分散蓝60‑2和分散红FB具有优异的吸附性。该三元共混物，由上述用于吸附染色剂的三元共混物的制备方法制备得到。该三元共混物对染料分散蓝60‑2和分散红FB具有十分优异的吸附性。

Description

一种用于吸附染色剂的三元共混物及其制备方法
技术领域
本发明属于染料吸附技术领域，具体地说，涉及一种用于吸附染色剂的三元共混物及其制备方法。
背景技术
随着我国印染行业需水量的大幅度增长，印染废水已成为污染水体的重要污染源之一，环境问题的日趋严重，使得印染废水的处理及应用逐渐引起重视。染料废水为典型的高难印染废水，属难处理工业废水。常规的处理方法有电解法，萃取法，混凝沉降法等方法，但这些方法对废水处理效果不太理想，且成本高，容易因降解不彻底造成二次污染等缺点。
壳聚糖是甲壳素的一种衍生物，分子中带有含正电的氨基碱性多糖，对废水中的染料具有极强的吸附效果，壳聚糖具有资源丰富，无毒且无二次污染等特性。但单独的壳聚糖的结晶度很高，在很多方面的应用具有一定局限性。
发明内容
针对现有技术中上述的不足，本发明的第一目的在于提供了一种用于吸附染色剂的三元共混物；该三元共混物对染料分散蓝60-2和分散红FB具有十分优异的吸附性。
针对现有技术中上述的不足，本发明的第二目的在于提供了一种用于吸附染色剂的三元共混物的制备方法；该制备方法简单，操作容易，由该制备方法制备得到的三元共混物性能稳定，对染料分散蓝60-2和分散红FB具有优异的吸附性。
为了达到上述目的，本发明采用的解决方案是：
一种用于吸附染色剂的三元共混物的制备方法，包括：将质量分数为8-12mg/ml的壳聚糖溶液、质量分数为8-12mg/ml的明胶溶液和质量分数为8-12mg/ml的聚乙烯醇溶液按照添加量为1-4:1-4:1-3进行共混后烘干。
一种用于吸附染色剂的三元共混物，由上述用于吸附染色剂的三元共混物的制备方法制备得到。
本发明提供的一种用于吸附染色剂的三元共混物及其制备方法的有益效果是：
(1)本发明通过采用一定质量浓度的壳聚糖、明胶和聚乙烯醇三种物质按照一定的配比进行共混制备得到三元共混物。通过将该制备得到的三元共混物对两种染料分散蓝60-2和分散红FB进行脱色对比实验，通过对比分散蓝60-2和分散红FB的吸光度变化分析表明，该三元共混物具有优异的吸附性。
(2)本发明采用的用于吸附染色剂的三元共混物的制备方法，其制备方法简单，操作容易，通过采用一定质量浓度的壳聚糖、明胶和聚乙烯醇三种物质按照一定的配比进行共混制备得到具有优异的吸附性能的三元共混物。
附图说明
图1是实施例1-6对分散蓝60-2吸光度分析图；
图2是实施例1-6对分散红FB吸光度分析图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
下面对本发明实施例提供的一种用于吸附染色剂的三元共混物及其制备方法进行具体说明。
一种用于吸附染色剂的三元共混物的制备方法，包括：将质量分数为8-12mg/ml的壳聚糖溶液、质量分数为8-12mg/ml的明胶溶液和质量分数为8-12mg/ml的聚乙烯醇溶液按照添加量为1-4:1-4:1-3进行共混后烘干。
其中，壳聚糖溶液又称脱乙酰甲壳素，是甲壳素脱乙酰基的产物通过β-D-1,4糖苷键连接而成的一种2-乙酰氨基-2-脱氧-D吡喃葡萄糖线型聚合物，其来源丰富，不溶于水和普通有机溶剂，具有机械性性良好、化学性质稳定的特点。壳聚糖无毒，具有多种生物活性。壳聚糖抗氧化活性取决于其分子量和脱乙酰度，随着脱乙酰程度的增加，其抗氧化活性越强。壳聚糖的抗真菌性和抗微生物活性来源于其聚阳离子特性，随着分子内大量游离质子化氨基的增多，使其溶解性大大提高，反应活性增强。业品为白色或灰白色的半透明片状固体，略带珍珠光泽。几乎不溶于水，但溶于甲酸、乙酸、苯甲酸和环烷酸等有机酸以及稀无机酸。自1859年，法国人Rouget首先得到壳聚糖后，这种天然高分子的生物官能性和兼容性、血液兼容性、安全性、微生物降解性等优良性能被各行各业广泛关注，在医药、食品、化工、化妆品、水处理、金属提取及回收、生化和生物医学工程等诸多领域的应用研究取得了重大进展。
在本实施例中，壳聚糖溶液的配置不作具体限制，进一步地包括：将壳聚糖、体积浓度为2％的乙酸溶液和水按照添加量为0.8-1.2g：50ml：50ml混合静置0.4-0.6h。具体地，在本实施例中，为了获得性能更加稳定的壳聚糖溶液，进一步地，用天平称取1g壳聚糖于100ml烧杯中，接着加入50ml的2％的乙酸溶液，轻轻搅拌，并缓慢地加入蒸馏水至100ml，然后静置0.4-0.6h，以充分溶胀。进一步地，壳聚糖的添加量为1g；壳聚糖溶液的质量分数为10mg/ml。
明胶通常以动物的皮和骨的胶原蛋白为原料经水解制的，通过水解将胶原三螺旋结构转变为无规则链获得的兼容性及可降解性良好的蛋白质，即为明胶。明胶在水中加热到一定温度可溶解形成具备良好弹性的凝胶，同时具有良好的亲和性和高度分散性等特性。但是天然材料制成的材料机械性能较差。
在本实施例中，壳聚糖溶液的配置不作具体限制，进一步地包括：将明胶、体积浓度为2％的乙酸溶液和水按照添加量为0.8-1.2g：50ml：50ml混合静置8-12min；接着在50℃-60℃中水浴恒温搅拌0.4-0.6h。具体地，在本实施例中，为了获得性能更加稳定的明胶溶液，进一步地，明胶的添加量为1g；明胶溶液的质量分数为10mg/ml。
聚乙烯醇的外观为白色粉末，是一种用途相当广泛的水溶性高分子聚合物，性能介于塑料和橡胶之间，它的用途可分为纤维和非纤维两大用途。是一种热水可溶的多醇基聚合物，经典的高聚物之一。具有良好的耐磨性和粘结力，主要用于织物、纸张上浆、乳化剂制药工业照相业、陶瓷粘合剂等，但其高的吸水率、低的透光率限制了它在薄膜方面的应用。
在本实施例中，聚乙烯醇溶液的配置不作具体限制，进一步地包括：聚乙烯醇溶液的配置包括：将聚乙烯醇和水按照添加量为0.8-1.2g：100ml混合静置14-16min；接着在90℃中搅拌水浴至无固体。具体地，在本实施例中，为了获得性能更加稳定的聚乙烯醇溶液，进一步地，聚乙烯醇的添加量为1g；聚乙烯醇溶液的质量分数为10mg/ml。
上述各原料的选用及配比经过科学设计，以使各种原料之间相互配合能够发挥协同增效的作用，采用这种配比，能够大大提高制备的三元共混物的吸附性能。
在本实施例中，考虑到操作方便，进一步地，将壳聚糖溶液、明胶溶液和聚乙烯醇滴入盖玻片，将盖玻片放入40℃恒温烘箱中烘干12h。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
实施例1
本实施例提供了一种用于吸附染色剂的三元共混物的制备方法，包括：
首先，用天平称取1g的壳聚糖于100ml烧杯中，接着加入50ml的2％的乙酸溶液，轻轻搅拌，并缓慢地加入蒸馏水至100ml，然后静置0.3h，以充分溶胀；制得质量分数为10mg/ml的壳聚糖溶液。
接着，用天平称取1g的明胶于100ml烧杯中，接着加入50ml的2％的乙酸溶液，轻轻搅拌，并缓慢地加入蒸馏水至100ml，然后静置10min，以充分溶胀；接着在50℃-60℃中水浴恒温搅拌0.3h；制得质量分数为10mg/ml的明胶溶液。
然后将聚乙烯醇和水按照添加量为1g：100ml混合静置15min，接着在90℃中搅拌水浴至无固体；制得质量分数为10mg/ml的聚乙烯醇溶液。
将上述质量分数为10mg/ml的壳聚糖溶液、质量分数为10mg/ml的明胶溶液和质量分数为10mg/ml的聚乙烯醇溶液按照添加量为1:1:3进行共混并在40℃烘干12h，制得用于吸附染色剂的三元共混物。
实施例2
本实施例提供了一种用于吸附染色剂的三元共混物的制备方法，包括：
首先，用天平称取1g的壳聚糖于100ml烧杯中，接着加入50ml的2％的乙酸溶液，轻轻搅拌，并缓慢地加入蒸馏水至100ml，然后静置0.3h，以充分溶胀；制得质量分数为10mg/ml的壳聚糖溶液。
接着，用天平称取1g的明胶于100ml烧杯中，接着加入50ml的2％的乙酸溶液，轻轻搅拌，并缓慢地加入蒸馏水至100ml，然后静置10min，以充分溶胀；接着在50℃-60℃中水浴恒温搅拌0.3h；制得质量分数为10mg/ml的明胶溶液。
然后将聚乙烯醇和水按照添加量为1g：100ml混合静置15min，接着在90℃中搅拌水浴至无固体；制得质量分数为10mg/ml的聚乙烯醇溶液。
将上述质量分数为10mg/ml的壳聚糖溶液、质量分数为10mg/ml的明胶溶液和质量分数为10mg/ml的聚乙烯醇溶液按照添加量为2:1:2进行共混并在40℃烘干12h，制得用于吸附染色剂的三元共混物。
实施例3
本实施例提供了一种用于吸附染色剂的三元共混物的制备方法，包括：
首先，用天平称取1g的壳聚糖于100ml烧杯中，接着加入50ml的2％的乙酸溶液，轻轻搅拌，并缓慢地加入蒸馏水至100ml，然后静置0.3h，以充分溶胀；制得质量分数为10mg/ml的壳聚糖溶液。
接着，用天平称取1g的明胶于100ml烧杯中，接着加入50ml的2％的乙酸溶液，轻轻搅拌，并缓慢地加入蒸馏水至100ml，然后静置10min，以充分溶胀；接着在50℃-60℃中水浴恒温搅拌0.3h；制得质量分数为10mg/ml的明胶溶液。
然后将聚乙烯醇和水按照添加量为1g：100ml混合静置15min，接着在90℃中搅拌水浴至无固体；制得质量分数为10mg/ml的聚乙烯醇溶液。
将上述质量分数为10mg/ml的壳聚糖溶液、质量分数为10mg/ml的明胶溶液和质量分数为10mg/ml的聚乙烯醇溶液按照添加量为3:1:1进行共混并在40℃烘干12h，制得用于吸附染色剂的三元共混物。
实施例4
本实施例提供了一种用于吸附染色剂的三元共混物的制备方法，包括：
首先，用天平称取1g的壳聚糖于100ml烧杯中，接着加入50ml的2％的乙酸溶液，轻轻搅拌，并缓慢地加入蒸馏水至100ml，然后静置0.3h，以充分溶胀；制得质量分数为10mg/ml的壳聚糖溶液。
接着，用天平称取1g的明胶于100ml烧杯中，接着加入50ml的2％的乙酸溶液，轻轻搅拌，并缓慢地加入蒸馏水至100ml，然后静置10min，以充分溶胀；接着在50℃-60℃中水浴恒温搅拌0.3h；制得质量分数为10mg/ml的明胶溶液。
然后将聚乙烯醇和水按照添加量为1g：100ml混合静置15min，接着在90℃中搅拌水浴至无固体；制得质量分数为10mg/ml的聚乙烯醇溶液。
将上述质量分数为10mg/ml的壳聚糖溶液、质量分数为10mg/ml的明胶溶液和质量分数为10mg/ml的聚乙烯醇溶液按照添加量为1:2:2进行共混并在40℃烘干12h，制得用于吸附染色剂的三元共混物。
实施例5
本实施例提供了一种用于吸附染色剂的三元共混物的制备方法，包括：
首先，用天平称取1g的壳聚糖于100ml烧杯中，接着加入50ml的2％的乙酸溶液，轻轻搅拌，并缓慢地加入蒸馏水至100ml，然后静置0.3h，以充分溶胀；制得质量分数为10mg/ml的壳聚糖溶液。
接着，用天平称取1g的明胶于100ml烧杯中，接着加入50ml的2％的乙酸溶液，轻轻搅拌，并缓慢地加入蒸馏水至100ml，然后静置10min，以充分溶胀；接着在50℃-60℃中水浴恒温搅拌0.3h；制得质量分数为10mg/ml的明胶溶液。
然后将聚乙烯醇和水按照添加量为1g：100ml混合静置15min，接着在90℃中搅拌水浴至无固体；制得质量分数为10mg/ml的聚乙烯醇溶液。
将上述质量分数为10mg/ml的壳聚糖溶液、质量分数为10mg/ml的明胶溶液和质量分数为10mg/ml的聚乙烯醇溶液按照添加量为2:2:1进行共混并在40℃烘干12h，制得用于吸附染色剂的三元共混物。
实施例6
本实施例提供了一种用于吸附染色剂的三元共混物的制备方法，包括：
首先，用天平称取1g的壳聚糖于100ml烧杯中，接着加入50ml的2％的乙酸溶液，轻轻搅拌，并缓慢地加入蒸馏水至100ml，然后静置0.3h，以充分溶胀；制得质量分数为10mg/ml的壳聚糖溶液。
接着，用天平称取1g的明胶于100ml烧杯中，接着加入50ml的2％的乙酸溶液，轻轻搅拌，并缓慢地加入蒸馏水至100ml，然后静置10min，以充分溶胀；接着在50℃-60℃中水浴恒温搅拌0.3h；制得质量分数为10mg/ml的明胶溶液。
然后将聚乙烯醇和水按照添加量为1g：100ml混合静置15min，接着在90℃中搅拌水浴至无固体；制得质量分数为10mg/ml的聚乙烯醇溶液。
将上述质量分数为10mg/ml的壳聚糖溶液、质量分数为10mg/ml的明胶溶液和质量分数为10mg/ml的聚乙烯醇溶液按照添加量为1:3:1进行共混并在40℃烘干12h，制得用于吸附染色剂的三元共混物。
实验例1
实验方法：配置质量分数为10-5的分散蓝60-2；在实验没有开始之前先测定分散蓝60-2的吸亮度，记录数据，然后再分别加入实施例1-6制备得到的三元共混物，测定此时的吸亮度；然后再测量分散蓝60-2的吸光度对实施例1-6制备得到的三元共混物的吸光度变化：用胶头滴管分别将分散蓝60-2加入到实施例1-6制备得到的三元共混物的盖玻片上面，然后溶解10min后加入到比色皿中放入测吸光度的仪器中，将波长调到分散蓝60-2的最大吸收波长760nm处，然后放入蒸馏水为参比，一次测量三组，用胶头滴管将盖玻片上的溶液吸入比色皿中，每隔10min测定一个样，记录数据，当测量为1h后，将间隔时间加大，为1h，然后再测量吸光度变化，记录数据，测量两次，就可得分散蓝60-2的吸光度变化曲线，最后做记录分析见图1所示；
图1结果表明，实施例2的比例吸光度变化幅度很大，因为随着时间的推移，溶液中有壳聚糖共混后的改性物存在于溶液中。实施例1存在最低点，可能是一段时间后壳聚糖有部分溶解现象，做分光光度计时都用很少的壳聚糖改性物，溶解后的壳聚糖就会存在于溶液中，吸光度会上升，最低点说明此时吸光最好，但溶解的量是少量，相比没有改性之前的少，溶液吸收率降低，说明对染料具有一定的吸附性。
实验例2
实验方法：配置质量分数为10-5的分散红FB；在实验没有开始之前先测定分散红FB的吸亮度，记录数据，然后再分别加入实施例1-6制备得到的三元共混物，测定此时的吸亮度；然后再测量分散红FB的吸光度对实施例1-6制备得到的三元共混物的吸光度变化：用胶头滴管分别将分散红FB加入到实施例1-6制备得到的三元共混物的盖玻片上面，然后溶解10min后加入到比色皿中放入测吸光度的仪器中，将波长调到分散红FB的最大吸收波长521nm处，然后放入蒸馏水为参比，一次测量三组，用胶头滴管将盖玻片上的溶液吸入比色皿中，每隔10min测定一个样，记录数据，当测量为1h后，将间隔时间加大，为1h，然后再测量吸光度变化，记录数据，测量两次，就可得分散红FB的吸光度变化曲线，最后做记录分析见图2所示；
图2结果表明，实施例4与实施例3的吸光度曲线变化幅度很大，可能因为盖玻片上的壳聚糖共混物比例分配不均匀，造成溶解后生成的改性物不同，致使吸光度变化幅度很大。实施例1时吸光度存在最低点，说明改性壳聚糖的含量很少，因为共混改性生成的物质会使吸光度上升，此时吸收的越少，溶液中的离子浓度越低，但溶解的量是少量，相比没有改性之前的少，溶液吸收率降低，说明对染料具有一定的吸附性。
综上所述，采用本发明提供的用于吸附染色剂的三元共混物；该三元共混物对染料分散蓝60-2和分散红FB具有十分与优异的吸附性。采用本发明提供的用于吸附染色剂的三元共混物的制备方法；该制备方法简单，操作容易，由该制备方法制备得到的三元共混物性能稳定，对染料分散蓝60-2和分散红FB具有优异的吸附性。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种用于吸附染色剂的三元共混物的制备方法，其特征在于：包括：将质量分数为8-12mg/ml的壳聚糖溶液、质量分数为8-12mg/ml的明胶溶液和质量分数为8-12mg/ml的聚乙烯醇溶液按照添加量为1-4:1-4:1-3进行共混后烘干。
2.根据权利要求1所述的用于吸附染色剂的三元共混物的制备方法，其特征在于：所述壳聚糖溶液的质量分数为10mg/ml；所述明胶溶液的质量分数为10mg/ml；所述聚乙烯醇溶液的质量分数为10mg/ml。
3.根据权利要求2所述的用于吸附染色剂的三元共混物的制备方法，其特征在于：将所述壳聚糖溶液、所述明胶溶液和所述聚乙烯醇溶液按照添加量为2-3:1:1-2进行共混。
4.根据权利要求1所述的用于吸附染色剂的三元共混物的制备方法，其特征在于：所述壳聚糖溶液的配置包括：将壳聚糖、体积浓度为2％的乙酸溶液和水按照添加量为0.8-1.2g：50ml：50ml混合静置0.4-0.6h。
5.根据权利要求1所述的用于吸附染色剂的三元共混物的制备方法，其特征在于：所述明胶溶液的配置包括：将明胶、体积浓度为2％的乙酸溶液和水按照添加量为0.8-1.2g：50ml：50ml混合静置8-12min；接着在50℃-60℃中水浴0.4-0.6h。
6.根据权利要求1所述的用于吸附染色剂的三元共混物的制备方法，其特征在于：聚乙烯醇溶液的配置包括：将聚乙烯醇和水按照添加量为0.8-1.2g：100ml混合静置14-16min；接着在90℃中水浴至无固体。
7.一种用于吸附染色剂的三元共混物，其特征在于：由权利要求1所述的用于吸附染色剂的三元共混物的制备方法制备得到。
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