一种接枝型性壳聚糖絮凝剂的制备
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专利名称:一种壳聚糖絮凝剂及其制备方法和应用
专利类型:发明专利
发明人:胡长朝,党伟,黄辉,唐志伟,谭文捷,王莉莉,毕彩霞申请号:CN201611259252.1
申请日:20161230
公开号:CN108264610A
公开日:
20180710
专利内容由知识产权出版社提供
摘要:本发明提供了一种壳聚糖絮凝剂,其结构式如式II所示:其中,B表示含双季铵盐阳离子的带有不饱和双键的功能单体,m、n表示数均聚合度。
本发明还提供了所述壳聚糖絮凝剂的制备方法,包括以下步骤:1)将壳聚糖溶于离子液体中,在惰性气体保护下加入引发剂,得到混合物;2)在步骤1)得到的混合物中依次加入丙烯酰氧基丙烷‑1,3‑双三甲基氯化铵和丙烯酰胺,加热进行反应,得到产物;3)将步骤2)得到的产物洗涤过滤后干燥,得到壳聚糖絮凝剂。
本发明还提供了所述壳聚糖絮凝剂在净化油田采出水领域中的应用。
申请人:中国石油化工股份有限公司,中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院
地址:100728 北京市朝阳区朝阳门北大街22号
国籍:CN
代理机构:北京聿宏知识产权代理有限公司
代理人:吴大建
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专利名称:一种壳聚糖絮凝剂及其制备方法专利类型:发明专利
发明人:刘志忠,刘俊逸
申请号:CN202111542932.5
申请日:20211216
公开号:CN114057942A
公开日:
20220218
专利内容由知识产权出版社提供
摘要:一种壳聚糖絮凝剂及其制备方法,包括以下步骤:(1)将壳聚糖分散在丙三醇和氢氧化钾的混合溶液中进行搅拌和碱化;(2)将氯乙酸溶于丙三醇中,然后加入到反应混合物中,反应2h;(3)加入去离子水终止反应后洗涤干燥得到羧甲基壳聚糖;(4)将羧甲基壳聚糖与聚丙烯酰胺以及聚甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵进行接枝共聚反应,羧酸基团取代度为5%‑90%,其中聚丙烯酰胺结构的质量为接枝后絮凝剂质量的20%‑30%,聚甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵结构的质量为接枝后絮凝剂质量的30%‑40%。
絮凝剂具有两性特征,不仅提高了絮凝性能,改善了溶解性能,且壳聚糖来源广泛,无毒环保,因此絮凝剂具有良好的絮凝、重金属离子吸附以及有效降低COD值等功能,具有广阔的市场应用前景。
申请人:刘志忠,刘俊逸
地址:312000 浙江省绍兴市上虞区小越街道倪梁村浙江金盾压力容器有限公司
国籍:CN
代理机构:武汉兮悦知识产权代理事务所(特殊普通合伙)
代理人:刘志强
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精氨酸接枝改性壳聚糖的制备专业:应用化学摘要:本研究以壳聚糖为研究对象,对其进行精氨酸改性研究。
以1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺(EDC)为偶联剂,N-羟基硫代琥珀酰亚胺(NHS)为活化剂,将精氨酸(Agrinine)接枝到壳聚糖上。
通过控制精氨酸的加入量,反应温度等条件,从而得到水溶性较好的的壳聚糖-精氨酸改性产物(CS-N-Arginine,CA)。
通过红外分析、差示扫描量热分析表征CA的化学结构和热稳定性。
Arg-CS 有望成为一种高效、安全的壳聚糖基非病毒载体。
关键词:壳聚糖;L-精氨酸;改性Preparation on Arginine Grafted ChitosanAbstract:In this study, chitosan was chosen as target polymer and was modified by arginine. In this reaction, 1-(3-dimethylamino propyl)-3-ethyl carbodiimide (EDC) acted as coupling agent, N-hydroxy succinimide thiosulfate (NHS) acted as the catalyst, the arginine (Agrinine) was grafted to chitosan chain. A series of chitosan modified by arginine (CS-N-Arginine, CA) with different solubility, were prepared by controlling the amount of arginine, the reaction temperature and other conditions. Chemical structure and thermal stability of CA was characterized through infrared analysis and differential scanning calorimetry characterization. Arg-CS is expected to become an efficient, safe chitosan-based non-viral vector.Key words:chitosan; L-arginine; modification目录1 绪论 (4)1.1壳聚糖的发展简史 (4)1.2国内外壳聚糖的研究进展 (4)1.2.1 壳聚糖的结构和性质 (4)1.3 壳聚糖的应用 (6)1.3.1 生物技术领域 (6)1.3.2 食品方面 (6)1.3.3 化妆品行业 (7)2 实验部分 (8)2.1实验药品与仪器 (8)2.1.1 改性壳聚糖的制备所需试剂 (8)2.1.2 改性壳聚糖的制备所需仪器 (8)2.2壳聚糖的改性机理 (9)2.3实验方案 (9)2.4表征方法以及分析 (10)2.4.1 红外谱图表征 (10)2.4.2 DSC分析 (10)3 结果与讨论 (10)3.1精氨酸改性壳聚糖产物的水溶性分析 (10)3.2红外光谱分析 (11)3.3DSC分析 (13)4 结论 (13)参考文献: (14)致谢 ................................................... 错误!未定义书签。
精氨酸接枝壳聚糖的制备
精氨酸接枝壳聚糖是一种经过特殊接枝处理的聚糖化合物,是一种可以开发新药用来治疗慢性疾病的有效材料。
它与其他普通聚糖不同,精氨酸接枝壳聚糖具有更强的靶向性、抗氧化性和抗菌作用。
它可以改善药物的滞留时间,提高药物的吸收和细胞内渗透性,增加药物的稳定性,从而提高药物的疗效。
精氨酸接枝壳聚糖的制备,首先要选择一种宜于接枝的原料,如壳聚糖或诱导剂,然后将精氨酸添加到原料中,混合物经过加热反应处理,裂解发生,使精氨酸与壳聚糖接枝。
最后,需要经过净化,以分离接枝产物,得到精氨酸接枝壳聚糖。
国内已有多家企业和研究机构投入精氨酸接枝壳聚糖的开发,其中包括重庆大学、中国科学院成都有机化学研究所等。
他们在精氨酸接枝壳聚糖的制备方法上取得了一些突破。
精氨酸接枝壳聚糖的研究和开发,将为中国新药发展提供更多的可能性和可能性,并将为人类健康发展做出贡献。
一种接枝型两性壳聚糖絮凝剂的制备
及分形理论在其絮凝性能研究中的应用*
杨朕,杨琥**,程镕时(
南京大学化学化工学院介观化学教育部重点实验室,高分子科学与工程系,南京
210093
关键词:接枝型两性壳聚糖絮凝剂 絮凝机理 絮凝动力学 分形理论
天然高分子絮凝剂,相比于传统的无机盐絮凝剂及合成高分子絮凝剂,具有用量少、环境友好、可再生、来源广泛等特点,其研究具有重要的现实意义[1,2]。
其中特别是两性型天然高分子,由于兼具阴、阳离子基团的双重特点,不仅使用性能得到提高,而且其适用范围也大为加宽。
[3]
因此,本文以天然高分子壳聚糖为基材,通过醚化和接枝共聚两步反应,制备了一种接枝型两性絮凝剂——羧甲基壳聚糖接枝聚丙烯酰胺共聚物(CMC-g -PAM )。
FTIR 和1H NMR 波谱表征验证了产物的分子结构,且通过1H NMR 波谱,进一步计算出了不同原料配比的接枝共聚产物的接枝率。
溶解性测试发现,较原料壳聚糖和中间产物羧甲基壳聚糖(CMC ),CMC-g -PAM 在整个pH 范围内的的溶解性显著增强。
R e s i d u a l t u r b i d i t y (%)Dosage (mg/L)
Fig.1 Flocculation of Kaolin suspension by different kinds of CMC-g-PAM 絮凝试验中,以高岭土悬浊液为模拟水样,比较不同接枝率的CMC-g -PAM 的絮凝效果,发现具有较高接枝率(212%)且自身不存在交联的CMC-g -PAM15具
*国家自然科学基金(批准号:51073077)及中央高校基础科研业务费专项资金(批准号:1105020504)资助 **E-mail :yanghu@
有最佳的絮凝性能(如Fig.1)。
进一步地采用分形理论[4],通过光散射法[5]测定絮体分形结构参数——尺寸和分形维数(Fractal dimension ,D F ),结合传统的水体浊度和zeta 电位表征,分别在酸性、中性和碱性条件下,对CMC-g -PAM15的絮凝性能进行了系统考察。
结果表明:在酸性条件下,静电簇(patching )为CMC-g-PAM15的主要絮凝机制;而在中性及碱性条件下,链接架桥(bridging )则起到主导作用。
在此基础上,在不同pH 条件下,通过在线光散射技术,对絮凝过程中絮体分形结构参数进行了实时跟踪,结果如Fig.2所示。
F l o c s
i z e ( m )Time (min) D f Time (min)
(a) (b)
Fig.2 Variation of size (a) and D F (b) of floc as a function of flocculation time for
CMC-g -PAM15 at each optimal dosage at pH 4 (●), 7 (■) and 11 (▲).
由Fig.2进一步发现,三种不同pH 条件下,存在着截然不同的絮凝动力学过程:
1)酸性条件下,絮凝剂与悬浮颗粒间的异种电荷吸引作用使得高分子呈平坦状吸附在颗粒表面,因而絮凝初期絮体尺寸增长较慢;但由于吸附高分子后的颗粒表面电荷分布不均,静电簇作用使得絮体持续增长且结构紧密(D F 值大)。
2)中性条件下,絮凝剂分子呈中性,架桥作用的主导使得絮体在絮凝初期尺寸增长较快,但絮体结构较松散;随后,由于絮体中高分子链和初始颗粒的重排,使得絮体逐渐密实(D F 增大)。
3)碱性条件下,絮体在初始阶段的增长与中性条件下类似。
但由于此时絮凝剂高分子链上与颗粒表面都具有负电荷,同种电荷的排斥力阻碍了絮体结构的重排,因而碱性环境中絮体结构最松散和开放。
参考文献:
[1]Xiao J, Zhou Q, Natural Polymer Flocculants, Chemical Industry Press: Beijing,
2005.
[2]Lu Y B, Shang Y B, Huang X, Chen A M, Yang Z, Jiang Y X, Cai J, Gu W, Qian X
Z, Yang H, Cheng R S, Industrial & Engineering Chemistry Research, DOI:
10.1021/ie2000665.
[3]Yang H, Lu Y B, Cheng R S, Research progress on the preparation and application
of amphoteric chitosan, in Davis S P (Ed), Chitosan: Manufacture, Properties, and Usage, Nova Science Publishers: New York, 2011, Chapter 33.
[4]Zhou Y, Franks G V, Langmuir, 2006, 22(16): 6775.
[5]Yu J F, Wang D S, Ge X P, Yan M Q, Yang M, Colloids & Surfaces
A-Physicochemical & Engineering Aspects., 2006, 290(1-3): 288
Preparation of a Novel Amphoteric Grafted Chitosan Flocculants and Evaluation of Its Flocculation Performance by Fractal Theory*
Zhen Yang, Hu Yang**, Rongshi Cheng
Key Laboratory for Mesoscopic Chemistry of MOE, Department of Polymer Science & Technology, School of Chemistry & Chemical Engineering, Nanjing University,
Nanjing 210093
Abstract:Recently, extensive attention has been paid to research on natural polymer flocculants, since they have characteristics of low dose requirements, environmental-friendly, renewable and widely-sourced, in comparison with traditional inorganic and synthetic polymer flocculants. In this work, a novel kind of amphoteric grafted chitosan flocculants, carboxymethyl chitosan-graft-polyacrylamide (CMC-g-PAM) has been prepared. The flocculation properties of a series of CMC-g-PAM with different graft ratio were firstly investigated using kaolin suspension as synthetic wastewater. Among the flocculants, CMC-g-PAM15 with a high graft ratio of 212% and no crosslinking showed the best flocculation efficiency. Then, under acidic, neutral and alkaline condition, the flocculation performances of CMC-g-PAM15 were
systematically evaluated by light scattering and image analysis combing fractal theory, as well as traditional turbidity and zeta potential measurements. Different flocculation mechanisms were evident at various pHs: patching was dominant under acidic condition while bridging was mainly involved under neutral and alkaline solution. Furthermore, by in-situ fractal structure measurements of the floc, distinct dynamic processes of flocculation under the three pH conditions were also monitored and proposed.
Key Words:Amphoteric chemically bonded composite flocculants Flocculation kinetics Flocculation mechanism Fractal dimension Natural polymer。