N-羧甲基壳聚糖的合成改进及吸附性能

采用氯乙酸替代乙醛酸与壳聚糖反应,以Na2CO3为缚酸剂,合成了N-羧甲基壳聚糖,并采用红外光谱(FT-IR)、核磁共振(1H-NMR和13C-NMR)对其进行表征。考察了N-羧甲基壳聚糖对Ni2+的吸附性能,探讨了N-羧甲基壳聚糖的取代度、溶液初始pH值和吸附时间等因素对吸附量的影响。研究发现,羧甲基化发生在壳聚糖的氨基上。当产品的取代度为1.24时,最佳初始pH值为7,最佳吸附时间为2h,其吸附量为124.5mg/g。FT-IR表征说明羧基和Ni2+发生了配位反应。     

羧甲基壳聚糖对Nd~(3+)的吸附性能

为探究羧甲基壳聚糖对模拟含Nd~(3+)废水的吸附性能,探讨了溶液p H值、吸附温度、吸附时间等因素对羧甲基壳聚糖吸附Nd~(3+)行为的影响。结果表明:在室温(25℃),p H值为6,吸附时间30 min时,羧甲基壳聚糖对Nd~(3+)的吸附量、吸附率达到最大值,分别为14.84和37.1%。羧甲基壳聚糖对Nd~(3+)的吸附符合Langmuir吸附等温式,且是单分子层吸附。     

复合吸附剂麦饭石-壳聚糖的制备及对Zn~(2+)的吸附性能

含重金属离子的废水对人体和环境有极大的影响,采用吸附法对其进行处理,效果较好,但成本高,不易推广.为此,利用麦饭石负载壳聚糖制备了一种价廉的复合吸附剂.通过X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对其结构进行了表征,研究了不同pH值、不同吸附时间、不同吸附剂投加量对复合壳聚糖吸附Zn2+的影响.结果在pH值为6～8、吸附时间为40 min、复合吸附剂的投加量为4.0 g/L的条件下,复合吸附剂对Zn2+的吸附率达到95%以上,达到国家污水综合排放标准.通过对试验数据运用相关数学模型拟合,复合吸附剂对Zn2+的吸附符合Langmuir吸附等温式,其相关系数R2为0.965 1.因而复合吸附剂麦饭石-壳聚糖可有效地处理含锌废水.     

APTES改性羧甲基壳聚糖微球对铅离子吸附性能及机理研究

以羧甲基壳聚糖(CMCS)为基体,3-氨基丙基三乙氧基硅烷(APTES)作为改性剂,制备了用于吸附铅离子的改性羧甲基壳聚糖微球(A-CMCS)。使用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、傅里叶红外光谱仪(FT-IR)对吸附剂的表面形貌以及化学组成及结构进行了表征。研究了初始溶液的pH值、吸附温度以及铅离子的初始浓度对A-CMCS吸附性能的影响,结果表明当pH值为5、吸附温度为303 K时吸附剂对铅离子的吸附浓度达到最大为275.2 mg/g,比未改性之前的交联微球的吸附量提升43%。并使用吸附动力学以及等温吸附模型、FT-IR和X射线光电子能谱(XPS)对吸附机理进行了探究,其结果发现A-CMCS微球对铅离子的吸附过程是一个以化学吸附为主的单分子层吸附过程,其中氨基基团在整个吸附过程的起主导作用。     

新型烷基化壳聚糖微球的制备及其吸附性能

制备N-烷基化改性壳聚糖微球,研究了溶液pH值、2,4-二硝基酚浓度,温度和氯化钠含量等因素对其吸附性能的影响.结果表明,庚醛改性壳聚糖微球具有较好的抗酸碱性能;溶液的pH值对庚醛改性壳聚糖微球吸附性能的影响较大,pH值为3.6,吸附时间为1 h时,对2,4-二硝基酚的吸附量最大(达到400 mg·g-1);2,4-二硝基酚浓度对吸附的影响符合Freundlich等温方程;改性壳聚糖微球对2,4-二硝基酚的吸附性能明显优于未改性的壳聚糖,对浓度为15 mg·L-1的2,4-二硝基酚溶液的吸附量分别为3.0 mg·g-1和1.45 mg·g-1.     

固定化Cu~(2+)磁性壳聚糖微球的制备及应用研究

采用化学共沉淀法合成Fe3O4纳米颗粒,乳化交联法制备磁性壳聚糖微球。以环氧氯丙烷为活化剂,螯合铜离子制备了固定化Cu2+的磁性壳聚糖微球(Cu2+-IDA-MCS)为亲和介质。以乳源蛋白中发现的血管紧张素转化酶抑制肽(ACEI)Val-Ser-Leu-Pro-Glu-Try(VSLPEW)为模型分子,考察了Cu2+-IDA-MCS对VSLPEW的吸附效果。结果表明,固定化Cu2+的磁性壳聚糖微球吸附VSLPEW的最佳条件为:VSLPEW的初始浓度为2.0mg/mL,亲和介质的吸附时间为40min,吸附温度为30℃,缓冲液pH值为7.5,此时Cu2+-IDA-MCS对VSLPEW的最大吸附量达49.08mg/g。说明Cu2+-IDA-MCS是吸附VSLPEW的一种有效的亲和介质。     

壳聚糖固化柿子单宁对Au~(3+)吸附特性的研究

以富含单宁的柿子粉和壳聚糖为原料,戊二醛作交联剂,制备出一种高效的柿子单宁吸附材料,系统研究了溶液初始pH值、吸附剂用量、温度因素对其吸附Au3+性能的影响。结果表明:pH值和吸附剂用量对吸附Au3+作用明显,柿子单宁的邻位酚羟基能将Au3+还原成单质金。在303K、pH=3.0、Au3+的初始质量浓度为350mg/L时,柿子单宁吸附材料对Au3+的吸附容量达到1500mg/g,其吸附等温线和吸附动力学可用Langmuir方程和拟二级速率方程来描述。研究表明,固化柿子单宁是一种具有应用前景的贵金属富集吸附材料。     

累托石-壳聚糖复合材料的制备及对Ni~(2+)的吸附

将累托石与壳聚糖混合制得一种复合吸附剂.研究了累托石-壳聚糖吸附剂制备的条件和利用该复合吸附剂对含镍水溶液进行吸附.研究结果表明:当壳聚糖与累托石的比为0.06,壳聚糖脱乙酰度为90%时,制成的吸附剂吸附效率高.在pH值6～8,吸附时间为30min,吸附剂用量为5.0g/L时,Ni2+的吸附率迭99%以上,处理后的水符合国家污水综合排放标准(GB8978-1996)中的一级标准.此外还对该复合吸附剂结构进行了表征.     

聚乙烯亚胺-羧甲基纤维素的合成及对金属离子的吸附性能

以羧甲基纤维素(CMC)为基质,用戊二醛(GA)做交联剂,将聚乙烯亚胺(PEI)交联到羧甲基纤维素上制得聚乙烯亚胺-羧甲基纤维素吸附剂(PEI-CMC)。采用傅里叶变换红外光谱、扫描电镜、X射线光电子能谱对PEI-CMC的结构进行了表征,测定了其对Cu2+、Pb2+和Cd2+的吸附性能,并研究了pH值、时间、金属离子的初始浓度对吸附的影响。结果表明,当CMC、PEI和GA的反应比为1 g∶5 mL∶20 mL,反应温度为25℃,反应时间为3 h时,合成的PEI-CMC的含氮量为13.23%。当CMC和PEI的反应比为1 g∶5 mL时,随着戊二醛(质量分数2.5%)的加入量增加,PEI-CMC的产率先增大后降低。在pH值1~14的范围内,溶液酸碱度的变化对PEI-CMC的交联度没有影响。PEI-CMC吸附剂对Cu2+、Pb2+和Cd2+的吸附量在实验范围内随pH升高而增加。PEI-CMC对Pb2+和Cu2+、Cd2+的吸附在90 min和180 min后分别达到平衡,吸附动力学符合准二级反应动力学模型。随着Cu2+、Pb2+和Cd2+初始浓度的增加,PEI-CMC对Cu2+、Pb2+和Cd2+的吸附量开始时快速增加,而后达到饱和,吸附等温数据符合Freundlich模型,最大吸附容量分别为Cu2+250.0mg/g、Pb2+635.9 mg/g、Cd2+142.8 mg/g。     

Preparation of the novel alkylated chitosan microspheres

制备N--烷基化改性壳聚糖微球, 研究了溶液pH值、2,4-二硝基酚浓度、温度和氯化钠含量等因素对其吸附性能的影响. 结果表明,庚醛改性壳聚糖微球具有较好的抗酸碱性能;溶液的pH值对庚醛改性壳聚糖微球吸附性能的影响较大, pH值为3.6、吸附时间为1 h时,对2, 4--二硝基酚的吸附量最大(达到400 mg×g-1);2, 4--二硝基酚浓度对吸附的影响符合Freundlich等温方程;改性壳聚糖微球对2, 4-二硝基酚的吸附性能明显优于未改性的壳聚糖,对浓度为15 mg×L-1的2, 4--二硝基酚溶液的吸附量分别为3.0 mg×g-1和1.45 mg×g-1.