專利名稱：一種木質(zhì)素殼聚糖反應(yīng)膜的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種木質(zhì)素殼聚糖反應(yīng)膜的制備方法，該膜適用于水和有機(jī)物體系的分離，包括有機(jī)酸 —水，染料一水，醇_水，蛋白一水等體系的分離以及氣體的分離等。
背景技術(shù)：
現(xiàn)存的螯合膜材料主要有殼聚糖、高分子、纖維素類。殼聚糖是甲殼素N—脫己?；木€型高分子 多糖。殼聚糖內(nèi)有大量的羥基和氨基，可以以氫鍵結(jié)合成膜，成膜性良好、可生物降解，是一種綠色高科 技材料，但是殼聚糖膜抗酸性能不好，而且價(jià)格相對(duì)較貴。高分子膜雖分離性能好，但是其在毒性及自然 降解方面存在缺點(diǎn)。纖維素膜再生產(chǎn)過程中也存在著難以溶解，溶劑價(jià)格高和有毒的缺點(diǎn)。木質(zhì)素在自然界中存在量很大，估算全世界每年約可產(chǎn)生1500億噸，是最為豐富的、可循環(huán)再生的、 尚未有效利用的天然高分子芳香族化合物。在有機(jī)化工原料石油、天然氣等資源日益枯竭的困境面前，木 質(zhì)素是一種很有潛力的替代資源。每年造紙工業(yè)廢液中產(chǎn)生的木質(zhì)素有3000萬噸，是造紙和木材水解工 業(yè)的副產(chǎn)物，也是主要污染源之一。因此，開il^質(zhì)素的,U用對(duì)經(jīng)濟(jì)^^和環(huán)^l保護(hù)都具有重大的現(xiàn)實(shí)意 義。目前沒有木質(zhì)素分離性反應(yīng)膜的報(bào)道。對(duì)于成膜材料的研究表明，僅從分子形狀方面考慮， 一般帶有 長(zhǎng)支鏈或具有規(guī)則結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)鏈分子具有良好的成膜性，而木質(zhì)素是立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，復(fù)雜不規(guī)整，不符合制 膜的條件。但是若選擇一個(gè)成膜性較好天然物質(zhì)同木質(zhì)素交聯(lián)，可使木質(zhì)素成膜，充分利用木質(zhì)素，提高 其價(jià)值。線型高分子殼聚糖是自然界存在量很大的含氮有機(jī)物，具有良好成膜性、可生物降解性，故本發(fā) 明選擇兩種天然存在量巨大的可再生資源木質(zhì)素和殼聚糖作為成膜材料制備一種木質(zhì)素殼聚糖反應(yīng)膜，增 強(qiáng)膜的耐酸性能，該膜適用于水和有機(jī)物體系的分離，包括有機(jī)酸一水，染料一水，醇_水，蛋白一水體 系的分離以及氣體的分離等。木質(zhì)素殼聚糖反應(yīng)膜的制備不但可以降低成本、維持產(chǎn)品可持續(xù)發(fā)展，而且 這兩種膜材料都可以天然降解，是環(huán)境友好的產(chǎn)品，符合現(xiàn)代社會(huì)對(duì)于環(huán)保的要求。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明目的在于提供一種木質(zhì)素殼聚糖反應(yīng)膜的制備方法，用于螯合過渡金屬離子和分離乙醇水溶液 膜包覆材料。該方法制備工藝簡(jiǎn)單、原料價(jià)格低廉；所制備木質(zhì)素殼聚糖反應(yīng)膜具有價(jià)格便宜，抗酸性好， 操作壓力低，分離性能優(yōu)良，生物降解性好，是環(huán)境友好的產(chǎn)品，符合現(xiàn)代社會(huì)對(duì)于環(huán)保的要求。本發(fā)明提供了木質(zhì)素殼聚糖反應(yīng)膜的制備方案，其特征包括以下過程1) 純化或改性后木質(zhì)素溶于二氧六環(huán)一水溶液中制備成3% (w)的木質(zhì)素溶液；殼聚糖溶于2% (w)醋酸溶液中靜置脫泡配成3% (W)的殼聚糖溶液；將二者按照體積比1: 2比例混合加入0.1% (W)的交聯(lián)劑，在65'C交聯(lián)反應(yīng)4h得到制膜液。2) 將制膜液在10cm*10cm的支撐體上流延鋪膜，在自然狀態(tài)下?lián)]發(fā)溶劑24h或4CTC烘2h得到反應(yīng)膜。上述木質(zhì)素為堿木質(zhì)素、木質(zhì)素硫酸鹽或羥甲基化改性木質(zhì)素；殼聚糖為甲殼素脫乙酰度大于55%的 殼聚糖。上述成膜材料木質(zhì)素溶劑為二氧六環(huán)一水或吡啶一水混合溶液。 上述制備方法為木質(zhì)素首先配制成溶液，然后和殼聚糖溶液混勻后反應(yīng)。 上述交聯(lián)劑為乙二醛、戊二醛和乙二醇雙縮水環(huán)氧丙基醚等雙官能團(tuán)。 上述支撐體為濾布(目數(shù)為350—400)，聚酯無紡布等。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例l將原料用1 mol/L的NaOH溶液溶解，過濾除去原料中不溶物，用1 mol/L的HCI調(diào)節(jié)溶液的pH值 為3.5后，過濾，用蒸餾水充分洗滌至中性，在4(TC真空干燥得到純化堿木質(zhì)素。將堿木質(zhì)素溶于二氧六環(huán)水=4: 1 (V/V)溶液配置成3% (W)堿木質(zhì)素溶液；殼聚糖溶于2% (W) 醋酸溶液中靜置脫泡配成3% (w)的殼聚糖溶液。將二者按照體積比1: 2比例混合均勻后向其中加入0.3% (w)的乙二醛交聯(lián)劑，在65'C交聯(lián)反應(yīng)4h得到制膜液。取10mL制膜液在10cm"0cm的支撐體上流延鋪膜，在自然狀態(tài)下?lián)]發(fā)溶劑24h得到木質(zhì)素殼聚糖反應(yīng)膜。實(shí)施例2將原料用1000mL 0.2mol/LNaOH溶液溶解，過濾得到木質(zhì)素堿液。取150mL木質(zhì)素堿液，用 20%NaOH調(diào)節(jié)pH=11 ，加入1.6mL甲醛溶液，升溫至8CTC反應(yīng)120min后，用10%HCI溶液調(diào)節(jié)pH=3.5 后再60'C保溫60min，熱過濾，水洗至中性，在4CTC真空干燥箱中干燥24h，得到羥甲基化改性木質(zhì)素。將羥甲基化改性木質(zhì)素溶于二氧六環(huán)水=4: 1 (v/v)溶液中制備成3% (w)羥甲基化木質(zhì)素溶液；殼聚糖溶于2% (W)醋酸溶液中靜置脫泡配成3% (W)的殼聚糖溶液；將二者按照體積比1: 2比例混合均勻后向其中加入0.1% (w)的戊二醛交聯(lián)劑，在65'C交聯(lián)反應(yīng)4h得到制膜液。取10mL制膜液在 10cm*10cm的支撐體上流延鋪膜，在4CTC下烘干2h得到木質(zhì)素殼聚糖反應(yīng)膜。實(shí)施例3將純化后的木質(zhì)素磺酸鹽溶于二氧六環(huán)水=4: 1 (V/V)溶液中制備成3% (W)木質(zhì)素硫酸鹽溶液； 殼聚糖溶于2% (W)醋酸溶液中靜置脫泡配成3% (W)的殼聚糖溶液；將二者按照體積比1: 2比例混合均勻后向其中加入0.2% (w)的乙二醇雙縮水環(huán)氧丙基醚交聯(lián)劑，在65'C交聯(lián)反應(yīng)4h得到制膜液。取 10mL制膜液在10cm"Ocm的支撐體上流延鋪膜，在5CTC下烘干1.5h得到木質(zhì)素殼聚糖反應(yīng)膜。實(shí)施例4將羥甲基化改性木質(zhì)素溶于吡啶水=9: 1 (V/V)溶液中制備成3% (W)羥甲基化木質(zhì)素溶液；殼 聚糖溶于2% (W)醋酸溶液中靜置脫泡配成3% (W)的殼聚糖溶液；將二者按照體積比1: 2比例混合均勻后向其中加入0.1% (w)的乙二醛交聯(lián)劑，在8(TC交聯(lián)反應(yīng)3h得到制膜液。取10mL制膜液在 10cm"Ocm的支撐體上流延鋪膜，在5(TC下烘干2h得到木質(zhì)素殼聚糖反應(yīng)膜。實(shí)施例5將純化堿木質(zhì)素溶于吡啶水=9: 1 (V/V)溶液中制備成3% (W)羥甲基化木質(zhì)素溶液；殼聚糖溶 于2% (W)醋酸溶液中靜置脫泡配成3% (W)的殼聚糖溶液；將二者按照體積比1: 2比例混合均勻后向其中加入0.3% (w)的乙二醛交聯(lián)劑，在80'C交聯(lián)反應(yīng)3h得到制膜液。取10mL制膜液在10cm"Ocm 的支撐體上流延鋪膜，在5CTC下烘干2h得到木質(zhì)素殼聚糖反應(yīng)膜。權(quán)利要求
1.一種木質(zhì)素殼聚糖反應(yīng)膜的制備方法，該膜適用于水和有機(jī)物體系的分離，包括有機(jī)酸-水，染料-水，醇-水，蛋白-水等體系的分離以及氣體的分離等，其特征包括以下過程1)純化或改性后木質(zhì)素溶于二氧六環(huán)∶水＝4∶1(v/v)溶液中制備成3％(w)的木質(zhì)素溶液；殼聚糖溶于2％(w)醋酸溶液中靜置脫泡配成3％(w)的殼聚糖溶液；將二者按照體積比1∶2比例混合加入0.1％(w)的交聯(lián)劑，在65℃交聯(lián)反應(yīng)4h得到制膜液。2)將制膜液在10cm*10cm的支撐體上流延鋪膜，在自然狀態(tài)下?lián)]發(fā)溶劑24h或40℃烘2h得到反應(yīng)膜。
2. 以木質(zhì)素為膜材料制備具有分離性能的膜。
3. 按權(quán)利要求1所述的木質(zhì)素殼聚糖反應(yīng)膜的制備方法，其特征在于木質(zhì)素為堿木質(zhì)素、木質(zhì)素硫酸 鹽或羥甲基化改性木質(zhì)素；殼聚糖為脫乙酰度大于55%的殼聚糖。
4. 按權(quán)利要求1所述的木質(zhì)素殼聚糖反應(yīng)膜的制備方法，其特征在于木質(zhì)素溶劑為二氧六環(huán)一水或吡 啶一水混合溶液。
5. 按權(quán)利要求1所述的木質(zhì)素殼聚糖反應(yīng)膜的制備方法，其特征在于木質(zhì)素首先配制成溶液，然后和 殼聚糖溶液混勻后反應(yīng)。
6. 按權(quán)利要求1所述的木質(zhì)素殼聚糖反應(yīng)膜的制備方法，其特征在于交聯(lián)劑為乙二醛、戊二醛和乙二 醇雙縮水環(huán)氧丙基醚等雙官能團(tuán)。
7. 按權(quán)利要求1所述的木質(zhì)素殼聚糖反應(yīng)膜的支撐體，其特征在于支撐體為濾布(目數(shù)為350—400)， 聚酯無紡布。
全文摘要
本發(fā)明公布了一種木質(zhì)素殼聚糖反應(yīng)膜的制備方法，經(jīng)由改性木質(zhì)素溶液和殼聚糖溶液混合，在交聯(lián)劑作用下反應(yīng)得到制膜液，通過揮發(fā)溶劑法成膜。該反應(yīng)膜抗酸性能好，適用于水和有機(jī)物體系的分離，包括有機(jī)酸-水，染料-水，醇-水，蛋白-水等體系的分離以及氣體的分離等。本發(fā)明方法制備工藝簡(jiǎn)單，原料價(jià)格低廉，整個(gè)制備過程對(duì)環(huán)境友好、產(chǎn)品可自然降解無污染。
文檔編號(hào)B01D71/00GK101322920SQ20071007234
公開日2008年12月17日 申請(qǐng)日期2007年6月11日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月11日
發(fā)明者任世學(xué), 方桂珍, 李珊珊 申請(qǐng)人:東北林業(yè)大學(xué);方桂珍;李珊珊