一种壳聚糖改性膜材料及其制备方法和应用

本发明属于膜材料，具体涉及一种壳聚糖改性膜材料及其制备方法和应用。

背景技术：

1、多环芳烃(pahs)是环境中普遍存在的有机污染物，其具有致畸性、致癌性和致突变性即“三致性”，对人体以及生态环境具有很大的潜在威胁。因此如何高效去除水环境中的pahs及对水环境中低浓度多环芳烃的检测已经成为国内外学者研究的重点。

2、膜分离技术是一种以分离膜为核心，进行分离、浓缩和提纯物质的一门新兴技术，并且膜分离技术具有操作简便、效率高、节能环保、应用广泛等优势。但是目前膜分离应用于水体中多环芳烃的去除时还不能实现对水体中多环芳烃的有效去除。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种壳聚糖改性膜材料及其制备方法和应用，本发明提供的壳聚糖改性膜材料对水体中的多环芳烃具有高去除率，并可以用来对水溶液中的多环芳烃的浓度进行检测。同时本发明提供的制备方法简单快速，无需复杂的设备，生产周期短，成本低，绿色无害，具有较好的应用前景。

2、为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、本发明提供了一种壳聚糖改性膜材料，包括膜基体和设置在所述膜基体表面的改性材料，所述改性材料包括壳聚糖和乙酸混合物。

4、优选的，所述膜基体包括水系膜或者有机膜；

5、所述改性材料中：所述壳聚糖和所述乙酸的质量比为1:(1.5～40)。

6、本发明提供了上述技术方案所述的壳聚糖改性膜材料的制备方法，包括以下步骤：

7、将壳聚糖、乙酸和水混合，得到壳聚糖胶体；

8、将所述壳聚糖胶体涂覆于膜基体表面，干燥后得到所述壳聚糖改性膜材料。

9、优选的，所述壳聚糖胶体中：所述壳聚糖的质量浓度为0.5～25g/l。

10、优选的，所述壳聚糖、乙酸和水的混合包括：将乙酸溶解于水中，得到乙酸水溶液；将所述壳聚糖和所述乙酸水溶液混合；所述乙酸水溶液中乙酸的质量百分含量为1～5％；所述壳聚糖和所述乙酸水溶液的混合在搅拌的条件下进行，所述搅拌的时间为0.5～4h。

11、优选的，所述涂覆包括：将所述壳聚糖胶体滴加至所述膜材料的表面，然后将壳聚糖胶体在所述膜材料的表面旋涂；所述壳聚糖胶体的滴加量为0.01～0.1ml/cm2；所述旋涂的转速为1500～4500r/min；所述旋涂的时间为15～45s。

12、本发明提供了上述技术方案壳聚糖改性膜材料或上述技术方案所述的制备方法制备得到的壳聚糖改性膜材料在多环芳烃的吸附和/或检测中的应用。

13、优选的，所述多环芳烃包括苯并[a]芘和/或苝。

14、本发明提供了一种水体中多环芳烃的去除方法，包括以下步骤：

15、采用上述技术方案所述的壳聚糖改性膜材料或上述技术方案所述的制备方法制备得到的壳聚糖改性膜材料对含有多环芳烃的水体进行吸附，去除水体中的多环芳烃。

16、本发明提供了一种水体中多环芳烃含量的检测方法，包括以下步骤：

17、采用上述技术方案所述的壳聚糖改性膜材料或上述技术方案所述的制备方法制备得到的壳聚糖改性膜材料对含有多环芳烃的待测水体进行吸附，得到吸附后膜材料；

18、测定所述吸附后膜材料表面的多环芳烃在激发状态下的荧光特征峰的峰强度，得到与待测水体对应的吸附后膜材料表面的多环芳烃的荧光特征峰的峰强度；

19、根据待测水体对应的吸附后膜材料表面的多环芳烃的荧光特征峰的峰强度以及水体中多环芳烃的含量与吸附后膜材料表面的多环芳烃的荧光特征峰的峰强度的线性拟合曲线或者线性回归方程，得到待测水体中的多环芳烃的含量；

20、或者包括以下步骤：

21、采用上述技术方案所述的壳聚糖改性膜材料或上述技术方案所述的制备方法制备得到的壳聚糖改性膜材料对含有多环芳烃的待测水体进行吸附，得到吸附后膜材料；

22、将所述吸附后膜材料在有机溶剂中解吸，得到解吸液；

23、测定所述解吸液中多环芳烃在激发状态下的荧光特征峰的峰强度，得到与待测水体对应的解吸液中多环芳烃的荧光特征峰的峰强度；

24、根据待测水体对应的解吸液中多环芳烃的荧光特征峰的峰强度以及水体中多环芳烃的含量与解吸液中多环芳烃的荧光特征峰的峰强度的线性拟合曲线或者线性回归方程，得到待测水体中的多环芳烃的含量。

25、本发明提供了一种壳聚糖改性膜材料，包括膜基体和设置在所述膜基体表面的改性材料，所述改性材料包括壳聚糖和乙酸混合物。本发明提供的壳聚糖改性膜材料对水体中的多环芳烃具有高去除率，并可以用来对水溶液中的多环芳烃的浓度进行检测。实验结果表明：随着水体中多环芳烃(苯并[a]芘和苝)浓度增加，所述壳聚糖改性膜材料对多环芳烃的去除率几乎不变，且去除率都接近100％，由此可以说明苯并[a]芘和苝这两种pahs均无法通过本发明提供的壳聚糖改性膜材料，即本发明提供的壳聚糖改性膜材料其对苯并[a]芘和苝的去除得到了很大的提升。

26、本发明提供了上述技术方案所述的壳聚糖改性膜材料的制备方法，包括以下步骤：将壳聚糖、乙酸和水混合，得到壳聚糖胶体；将所述壳聚糖胶体涂覆于膜基体表面，干燥后得到所述壳聚糖改性膜材料。本发明提供的制备方法简单快速，无需复杂的设备，生产周期短，成本低，绿色无害，具有较好的应用前景。

技术特征：

1.一种壳聚糖改性膜材料，其特征在于，包括膜基体和设置在所述膜基体表面的改性材料，所述改性材料包括壳聚糖和乙酸混合物。

2.根据权利要求1所述的壳聚糖改性膜材料，其特征在于，所述膜基体包括水系膜或者有机膜；

3.权利要求1或2所述的壳聚糖改性膜材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述壳聚糖胶体中：所述壳聚糖的质量浓度为0.5～25g/l。

5.根据权利要求3或4所述的制备方法，其特征在于，所述壳聚糖、乙酸和水的混合包括：将乙酸溶解于水中，得到乙酸水溶液；将所述壳聚糖和所述乙酸水溶液混合；所述乙酸水溶液中乙酸的质量百分含量为1～5％；所述壳聚糖和所述乙酸水溶液的混合在搅拌的条件下进行，所述搅拌的时间为0.5～4h。

6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述涂覆包括：将所述壳聚糖胶体滴加至所述膜材料的表面，然后将壳聚糖胶体在所述膜材料的表面旋涂；所述壳聚糖胶体的滴加量为0.01～0.1ml/cm2；所述旋涂的转速为1500～4500r/min；所述旋涂的时间为15～45s。

7.权利要求1或2所述的壳聚糖改性膜材料或权利要求3～6任一项所述的制备方法制备得到的壳聚糖改性膜材料在多环芳烃的吸附和/或检测中的应用。

8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，所述多环芳烃包括苯并[a]芘和/或苝。

9.一种水体中多环芳烃的去除方法，其特征在于，包括以下步骤：

10.一种水体中多环芳烃含量的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结本发明属于膜材料技术领域，具体涉及一种壳聚糖改性膜材料及其制备方法和应用。本发明提供了一种壳聚糖改性膜材料，包括膜基体和设置在所述膜基体表面的改性材料，所述改性材料包括壳聚糖和乙酸混合物。本发明的目的在于提供一种壳聚糖改性膜材料及其制备方法和应用，本发明提供的壳聚糖改性膜材料对水体中的多环芳烃具有高去除率，并可以用来对水溶液中的多环芳烃的浓度进行检测。同时本发明提供的制备方法简单快速，无需复杂的设备，生产周期短，成本低，绿色无害，具有较好的应用前景。技术研发人员：李龙,李鹏飞,黄做华,田振邦,张振祥,许轲韩,张海龙,化林,邢兴,韩澎,赵亮受保护的技术使用者：河南省科学院化学研究所有限公司技术研发日：技术公布日：2024/10/10