本發明(ming)涉及(ji)水(shui)處理藥劑，具體涉及(ji)一種(zhong)改性纖維素抑菌劑及(ji)其制備方法與(yu)應用。

背景技術：

1、隨著人們的環(huan)(huan)保意(yi)識逐(zhu)漸(jian)增強，越來越多研(yan)究者聚(ju)焦于綠(lv)色阻垢劑，由于纖維素(su)作為天然高分子(zi)化合物來源豐富，分布廣泛，且其糖環(huan)(huan)上含有豐富的活性羥基，所(suo)以(yi)通(tong)過對纖維素(su)進行改性，來獲(huo)得能夠抑制水(shui)垢形成(cheng)的改性纖維素(su)成(cheng)為研(yan)究熱點。

2、目前(qian)這(zhe)類阻(zu)垢劑對無(wu)機垢有較強的(de)抑(yi)制作(zuo)用，但是在循環(huan)水(shui)或脫鹽等系(xi)統中，很難避免生物(wu)污染，然(ran)而現有的(de)改性纖(xian)維素阻(zu)垢劑并不(bu)能對其(qi)發揮較佳的(de)抑(yi)制作(zuo)用。

3、為(wei)此，提出本(ben)發明。

技術實現思路

1、本發明的主(zhu)要目的是提出一種(zhong)改(gai)性(xing)纖維(wei)素抑菌(jun)(jun)劑及其制備方法(fa)與(yu)應用，本發明中(zhong)的改(gai)性(xing)纖維(wei)素抑菌(jun)(jun)劑能夠有效抑制大腸桿菌(jun)(jun)和金黃色葡(pu)萄球菌(jun)(jun)生(sheng)長，減輕(qing)水處理過程中(zhong)的生(sheng)物(wu)污染。

2、為了(le)(le)實(shi)現以(yi)(yi)上目的，本發明提(ti)供(gong)了(le)(le)以(yi)(yi)下技(ji)術方案。

3、本發(fa)明的第(di)一(yi)方(fang)面提供了(le)一(yi)種改性纖(xian)維(wei)(wei)素(su)抑菌劑，所述(shu)改性纖(xian)維(wei)(wei)素(su)抑菌劑為羧(suo)甲(jia)基(ji)(ji)纖(xian)維(wei)(wei)素(su)接枝(zhi)沒(mei)(mei)食(shi)子(zi)酸(suan)，所述(shu)羧(suo)甲(jia)基(ji)(ji)纖(xian)維(wei)(wei)素(su)接枝(zhi)沒(mei)(mei)食(shi)子(zi)酸(suan)以羧(suo)甲(jia)基(ji)(ji)纖(xian)維(wei)(wei)素(su)為主鏈(lian)，沒(mei)(mei)食(shi)子(zi)酸(suan)分(fen)子(zi)中的羧(suo)基(ji)(ji)與羧(suo)甲(jia)基(ji)(ji)纖(xian)維(wei)(wei)素(su)中的羥基(ji)(ji)反應以接枝(zhi)到主鏈(lian)上。

4、在本發明(ming)的實施例中，所述羧甲基在所述羧甲基纖維素接枝沒食子(zi)酸中的質(zhi)量占比為(wei)10～40％。

5、在本發明(ming)的(de)實施例中，所述沒(mei)食(shi)(shi)子(zi)酸占所述羧(suo)甲基纖維素接枝沒(mei)食(shi)(shi)子(zi)酸質量(liang)的(de)10～15％。

6、本發明的(de)第(di)二方(fang)面提供了(le)一(yi)種本發明第(di)一(yi)方(fang)面所(suo)述的(de)改(gai)性纖維素(su)抑菌劑的(de)制備方(fang)法(fa)，其包括以下(xia)步驟：

7、將羧甲基纖(xian)維素和沒食子(zi)酸溶(rong)解在(zai)水中，得到水溶(rong)液(ye)；

8、向所述水溶液中通入(ru)氮氣后，加入(ru)過氧(yang)化氫溶液，通過自由基(ji)接枝(zhi)(zhi)制得所述羧甲基(ji)纖(xian)維素(su)接枝(zhi)(zhi)沒食子酸。

9、在本發(fa)明的(de)實施例中，所述水溶液中還加入(ru)有抗壞血酸。

10、在本發明的實施例(li)中，所述(shu)抗壞血酸與所述(shu)沒食(shi)子酸的質量(liang)比為(0.15～0.4):1。

11、在本發(fa)明的(de)實(shi)施(shi)例中，所述沒食子酸與(yu)所述羧甲基(ji)纖維素的(de)質量比(bi)為(0.5～2):1。

12、在本(ben)發(fa)明的(de)實施(shi)例中，所述自由基(ji)接(jie)枝的(de)反應溫度為70～85℃，時(shi)間為0.5～6h。

13、在本發(fa)明的實施例中，所(suo)述過氧(yang)化氫溶液(ye)(ye)為質量分數30％的過氧(yang)化氫溶液(ye)(ye)。

14、在本發明的實(shi)施(shi)例中，所述過氧化氫溶液(ye)的加入量與所述羧甲基(ji)纖維素溶液(ye)體積比為5～10％。

15、在本(ben)發明的實施例中，所述(shu)羧(suo)甲基纖維素(su)通過纖維素(su)和氯(lv)乙酸醚(mi)化(hua)后制(zhi)得。

16、在本發明(ming)的實施例中(zhong)，所述氯乙(yi)酸與所述纖(xian)維素質量比(bi)為(0.5～2):1。

17、在本(ben)發明的實施例中，所(suo)述羧甲基纖維(wei)素中羧基基團取(qu)代度為0.45～1.55。

18、本發(fa)明的第(di)(di)二方(fang)面提供(gong)了一種本發(fa)明第(di)(di)一方(fang)面所述的改性纖維素(su)抑菌劑或(huo)者(zhe)采用(yong)本發(fa)明第(di)(di)一方(fang)面所述的制備(bei)(bei)方(fang)法(fa)制備(bei)(bei)得到的改性纖維素(su)抑菌劑在抑制大腸桿菌、金黃色葡萄球菌生長中的應用(yong)。

19、與現有(you)技(ji)術相比(bi)，本發(fa)明達到了以(yi)下(xia)技(ji)術效果：

20、1.本發明中的改性纖維素抑菌劑能夠(gou)阻礙微生物(wu)生長(chang)，從而降(jiang)低生物(wu)污染的風險，提高水(shui)處理(li)運行效(xiao)率，適用于(yu)反(fan)滲透系統(tong)、循環冷(leng)卻水(shui)系統(tong)等工藝，而且實施手段簡(jian)便，效(xiao)果顯著。

21、2.本發(fa)明中改性纖維(wei)素抑(yi)菌劑具(ju)有可生物降解、綠色(se)環(huan)保的優勢(shi)，體現在所用(yong)的原材(cai)料(liao)纖維(wei)素和沒食子酸均來源于植(zhi)物，且具(ju)有無毒(du)性，無二次(ci)污染等特點。

22、3.本發明中(zhong)改性(xing)纖維(wei)素抑(yi)菌(jun)劑分(fen)子鏈(lian)上引入了可抑(yi)制(zhi)生(sheng)物活(huo)性(xing)的酚羥(qian)基基團，能有效地緩解生(sheng)物污染。此外，除了具有羥(qian)基活(huo)性(xing)基團外，還增加了羧(suo)基基團，能與廢水中(zhong)ca2+、mg2+等陽離子具有強烈的螯(ao)合作(zuo)用，可作(zuo)為水處(chu)理劑，抑(yi)制(zhi)水處(chu)理過程中(zhong)無機垢的形(xing)成。

23、4.本發明提供的(de)(de)制備(bei)方法，操作簡單，合成時間短，所用主要原料是來源豐富的(de)(de)天然高(gao)分(fen)子材料，成本低(di)廉，適(shi)合工業化(hua)大規模生產，是一種經濟高(gao)效的(de)(de)制備(bei)方法。

24、上述(shu)說明(ming)(ming)(ming)僅是(shi)本(ben)發(fa)明(ming)(ming)(ming)技術(shu)方案的(de)(de)概述(shu)，為了(le)能夠(gou)更清楚了(le)解本(ben)發(fa)明(ming)(ming)(ming)的(de)(de)技術(shu)手段(duan)，而可依照說明(ming)(ming)(ming)書的(de)(de)內容予以實施，并且為了(le)讓本(ben)發(fa)明(ming)(ming)(ming)的(de)(de)上述(shu)和其(qi)它(ta)目的(de)(de)、特征(zheng)和優(you)點能夠(gou)更明(ming)(ming)(ming)顯易懂，以下(xia)特舉本(ben)發(fa)明(ming)(ming)(ming)的(de)(de)具體實施方式(shi)。

技術特征：

1.一種(zhong)改(gai)性纖(xian)(xian)(xian)(xian)維(wei)素(su)抑菌劑，其特征在于，所述改(gai)性纖(xian)(xian)(xian)(xian)維(wei)素(su)抑菌劑為羧(suo)(suo)甲(jia)基(ji)(ji)(ji)纖(xian)(xian)(xian)(xian)維(wei)素(su)接枝(zhi)(zhi)沒(mei)食(shi)(shi)子酸，所述羧(suo)(suo)甲(jia)基(ji)(ji)(ji)纖(xian)(xian)(xian)(xian)維(wei)素(su)接枝(zhi)(zhi)沒(mei)食(shi)(shi)子酸以(yi)羧(suo)(suo)甲(jia)基(ji)(ji)(ji)纖(xian)(xian)(xian)(xian)維(wei)素(su)為主鏈，沒(mei)食(shi)(shi)子酸分子中(zhong)的羧(suo)(suo)基(ji)(ji)(ji)與羧(suo)(suo)甲(jia)基(ji)(ji)(ji)纖(xian)(xian)(xian)(xian)維(wei)素(su)中(zhong)的羥基(ji)(ji)(ji)反應以(yi)接枝(zhi)(zhi)到主鏈上(shang)。

2.如(ru)權利要(yao)求1所述的改(gai)性纖(xian)(xian)維素(su)抑菌劑，其特征在于(yu)，所述羧(suo)甲基(ji)在所述羧(suo)甲基(ji)纖(xian)(xian)維素(su)接(jie)枝(zhi)沒食(shi)子酸中的質量占比為10～40％。

3.如權利要求1所述的(de)改性(xing)纖維(wei)素(su)(su)抑菌劑，其(qi)特征在(zai)于，所述沒(mei)食子酸(suan)占(zhan)所述羧甲(jia)基纖維(wei)素(su)(su)接枝沒(mei)食子酸(suan)質(zhi)量的(de)10～15％。

4.一種權利要求(qiu)1-3任一項所述的改(gai)性纖維素抑菌劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

5.如權利(li)要求4所(suo)述的制(zhi)備方(fang)法(fa)，其特征在于，所(suo)述水溶液(ye)中還加入有抗壞血酸(suan)；

6.如權利要求4所(suo)述(shu)的(de)制備(bei)方法(fa)，其特征在于，所(suo)述(shu)沒食子酸(suan)與所(suo)述(shu)羧甲基纖(xian)維素(su)的(de)質量比(bi)為(0.5～2):1。

7.如權利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述自由(you)基接枝的反應溫度為(wei)70～85℃，時(shi)間為(wei)0.5～6h。

8.如(ru)權(quan)利要(yao)求4所述的(de)制(zhi)備方法，其特征在于，所述過(guo)氧化(hua)氫溶(rong)液為質量分數30％的(de)過(guo)氧化(hua)氫溶(rong)液；

9.如權利要求4所(suo)述(shu)的制備方法(fa)，其特征在(zai)于，所(suo)述(shu)羧(suo)甲基纖維(wei)素通過纖維(wei)素和氯乙酸醚化后制得；

10.一種權利要(yao)(yao)求1-3任一項所述的(de)改性纖維素抑菌劑(ji)(ji)或者采用權利要(yao)(yao)求4-9任一項所述的(de)制備方(fang)法(fa)制備得(de)到的(de)改性纖維素抑菌劑(ji)(ji)在抑制大腸桿菌、金(jin)黃色葡萄(tao)球菌生長中(zhong)的(de)應(ying)用。

技術總結
本發明提供了一種改性纖維素抑菌劑及其制備方法與應用，該改性纖維素抑菌劑為羧甲基纖維素接枝沒食子酸，所述羧甲基纖維素接枝沒食子酸以羧甲基纖維素為主鏈，沒食子酸分子中的羧基與羧甲基纖維素中的羥基反應以接枝到主鏈上。本發明中的改性纖維素抑菌劑能夠有效抑制大腸桿菌和金黃色葡萄球菌生長，減輕水處理過程中的生物污染。

技術研發人員：余偉,熊麗萍,林紅軍,申利國,盧心怡
受保護的技術使用者：浙江師范大學
技術研發日：
技術公布日：2024/10/10