基于壳聚糖的防污涂膜制备及性能评估

在最佳成膜条件下,用流延法制备6种壳聚糖膜。比较了6种膜的物理特性、抑菌效果及对低浓度铜离子的吸附性能。结果表明,6种膜均具有良好的吸水性和透气性,加入交联剂戊二醛会改变膜的柔韧性,加入纳米TiO2的膜透光率降低。6种膜都具有一定的抑菌效果,而且吸附铜离子后抑菌效果有所增强。6种壳聚糖膜对铜离子的吸附具有快速高效的特点,为基于壳聚糖的自抛光、低表面能新型海洋防污损涂膜的研发提供了依据。     

活性炭-壳聚糖银/铜复合物吸附性能及抑菌性能研究

制备两种金属含量相近的活性炭-壳聚糖银/铜复合物,研究了两者对亚甲基蓝的吸附性能及其抑菌性能。结果表明:与活性炭相比,两种金属复合物吸附性能有所下降,而抑菌性能大幅提升。其中,活性炭-壳聚糖银复合物抑制效果更佳。     

壳聚糖-原花青素高抗氧化抑菌薄膜的研究

目的将具有抑菌性能和抗氧化活性的原花青素与壳聚糖共混制备一种高抗氧化性能且绿色环保的膜材料,以期用于食品包装。方法采用流延法制备不同质量比的壳聚糖/原花青素复合膜(CS-PC),测定其力学性能、阻隔性能、抑菌性能和抗氧化性能。结果通过对不同质量比(mcs∶mpc)CS-PC膜的厚度、溶解度和拉伸强度进行测试,确定了壳聚糖与原花青素的最佳质量比为40∶3。与壳聚糖原膜相比,CS-PC膜的溶胀度和溶解度显著下降,下降率分别为30.73%和59.90%,拉伸强度提高了29.94%。加入原花青素后,壳聚糖膜的抑菌性能和抗氧化性能得到大大提高,CS-PC膜对大肠杆菌和黑曲霉的抑菌性能分别提高了53.57%和28.82%,对金黄色葡萄球菌的抑菌性能提高不明显;原花青素加入量越大,CS-PC膜的抗氧化活性就越高,当mcs∶mpc=40∶3时,CS-PC膜的DPPH清除率达到了82.35%,相比于CS膜提高了2.4倍。扫描电镜结果表明原花青素小分子的加入使壳聚糖膜的内部结构变得致密,孔状结构得以改善。傅里叶红外光谱分析显示原花青素与壳聚糖之间主要通过氢键交联。结论添加适量的原花青素到壳聚糖溶液中,可以制备一种高抗氧化活性的食品膜,同时该食品膜具有良好的抑菌性能。     

壳聚糖膜在重金属处理中的应用研究

以壳聚糖为原料,制备了壳聚糖(CS)超滤膜、邻苯二甲酸二丁酯(DBP-C)壳聚糖多孔膜、壳聚糖/聚乙烯醇(CS/PVA)共混膜三种膜.通过综合运用原子吸收和红外光谱等技术研究交联剂的种类、剂量,对交联壳聚糖膜的物理化学性质与结构的关系及其对重金属离子Cd~(2+)、Pb~(2+)的吸附的影响,添加戊二醛、环氧氯丙烷交联剂对交联壳聚糖微球的影响及其对重金属离子Cd~(2+)、Pb~(2+)的吸附效果.结果表明,交联剂剂量和种类对有效去除重金属离子十分关键,红外光谱研究显示壳聚糖分子中带有的大量活性基团(-NH_2/-OH)与重金属离子配位形成金属螯合物去除了重金属离子;扫描电子显微镜结果表明交联壳聚糖膜在吸附重金属离子前后发生了显著变化,由光滑转变成粗糙.     

铜离子印迹磁性复合吸附剂的制备

为了有效地提高废水中吸附剂对铜离子的吸附性能,降低重金属离子对水体的污染,以Cu(Ⅱ)为印迹离子,壳聚糖为印迹母体材料,青霉属菌丝体为核心,纳米Fe3O4为磁组分,制备了铜离子印迹磁性复合吸附剂(Cu(Ⅱ)-IMB).研究了复合吸附剂的制备方法及制备条件与Cu(Ⅱ)吸附性能的关系,并通过响应面分析法(Response Surface Methodology,RSM)优化确定了复合吸附剂制备的最佳工艺条件.实验表明,以硫酸铜中Cu(Ⅱ)为印迹模板,2g菌丝体/0.2gCS,交联剂环氧氯丙烷加入2.99g,Fe3O4加入0.505g,印迹铜离子质量为25.245mg时,所制备Cu(Ⅱ)-IMB对铜离子去除率达82.85%(质量分数),吸附容量33.8mg/g,可重复使用5次以上.用铜离子印迹磁性复合吸附剂物理吸附方法去除水体中重金属离子成本低廉,磁性回收方便,选择吸附性能好、无污染,在废水处理中具有广阔的应用前景.     

微波法交联壳聚糖/活性炭复合膜的制备及其吸附性能

采用微波辐射技术制备了交联壳聚糖/活性炭复合膜(CCTS),通过红外光谱和扫描电镜对产物结构进行了表征,研究了该吸附剂的主要性能、吸附机理和对铜离子的吸附条件。结果表明,CCTS复合膜表面粗糙,比表面积较大。壳聚糖的氨基参与了交联反应,CCTS对铜离子的吸附是CCTS的—NH2和—OH与Cu2+发生了配位反应,其吸附符合Langmuir等温方程,属于单分子层吸附。CCTS对铜离子的吸附条件是25℃,pH值为5.5,在50mL浓度为200mg/L Cu2+溶液中,投加0.05g吸附剂,吸附6h,吸附量为117.4mg/g。与水浴法制备的吸附剂相比,该吸附剂的吸附量大大提高,且操作方法简单,工艺条件易于控制。     

不同碳纳米管对壳聚糖膜性能的影响研究

目的研究普通碳纳米管(MWNT)与羧基化碳纳米管(MWNT-COOH)对壳聚糖复合膜性能的影响。方法将质量分数不同的MWNT与MWNT-COOH分别添加到壳聚糖基材中,采用溶液共混法制得纳米复合膜,并对复合膜的溶胀性能、透湿性能、力学性能、表面形貌和抑菌性能等进行表征。结果当MWNT和MWNT-COOH的质量分数均为1%时,2种复合膜的阻湿性能和拉伸性能相对于纯壳聚糖膜有明显改善,尤其是MWNT-COOH,2种碳纳米管的加入均可增强复合膜对大肠杆菌的抑制效果。结论浓度相同时,与MWNT相比,MWNT-COOH与壳聚糖间具有更强的结合力,它的加入能更有效地改善壳聚糖膜的性能。     

O/W型茶树精油壳聚糖乳化膜材料的制备

以壳聚糖为基材,利用表面活性剂吐温80包覆茶树精油形成乳液,采用铸膜法制备O/W型茶树精油壳聚糖乳化膜,运用扫描电镜、红外光谱仪等对膜的结构特征和性能进行表征。结果表明,茶树精油被吐温80包覆,在壳聚糖溶液中形成稳定的O/W乳液型铸膜液,成膜后茶树精油微粒呈球形,直径约为1μm。性能测试结果表明,茶树精油的添加大大提高了壳聚糖膜的抑菌效果,该膜具有较好的舒适性、吸水性、透气性和抑菌性,有望将来成为一种新型的医用材料。     

乙二醛交联壳聚糖树脂对Cu(Ⅱ)吸附研究

以乙二醛为交联剂,由壳聚糖合成了一种交联壳聚糖树脂.研究了不同温度下其对Cu(Ⅱ)的静态吸附性能,测定了不同温度下的吸附曲线,并通过FTIR及XRD对交联壳聚糖树脂产物和吸附Cu(Ⅱ)后的材料结构进行了表征.结果表明,乙二醛交联壳聚糖树脂在40℃时对铜离子的平衡吸附量为78mg/g,不同温度下的吸附过程符合一级动力学模...     

壳聚糖多孔膜制备及其多功能分离性能研究

采用聚合物辅助相转化法制备壳聚糖多孔膜,考察了添加剂添加量对其形貌、孔结构及其分离和吸附性能的影响.结果表明,随着添加剂含量的增加,壳聚糖多孔膜的孔径和孔隙率逐渐增大,其纯水通量逐渐上升;制备的不同孔结构多孔膜对100.0 mg/L甲基蓝染料溶液和铬(Ⅵ)离子溶液进行过滤分离时,其通量随着添加剂含量逐渐上升,对甲基蓝染料的截留率均在99%以上,但对铬(Ⅵ)离子的截留率却逐渐下降.当该壳聚糖多孔膜用于铬(Ⅵ)离子的吸附分离时,随着添加剂含量的增加,制备的纯壳聚糖多孔膜对铬(Ⅵ)离子的吸附量逐渐上升;交联多孔膜在交联剂质量分数为0.04%时,其吸附量达到最高,为181.60 mg/g.本研究为壳聚糖多孔膜对不同废水的多功能分离提供基础.     

新型亲和膜的制备及其吸附胆红素的性能研究

以尼龙膜为基膜,采用甲醛活化法偶联壳聚糖制备尼龙-壳聚糖复合膜;再用1,4-二羟基正丁烷双缩水甘油醚对其进行活化并固载聚赖氨酸作为配基,制备亲和膜。膜上壳聚糖和聚赖氨酸的含量分别为112.4和92.3mg/g尼龙膜。通过静态和动态实验测定了胆红素在膜上的吸附性能,结果表明,胆红素在膜上的吸附平衡符合Freundlich方程;在较高的温度、较低的离子强度下胆红素的去除效果较好;在动态操作条件下容易达到吸附平衡,并对结合胆红素具有较好的清除效果。     

天然高分子吸附剂研究 Ⅳ.铜(Ⅱ)模板壳聚糖树脂的合成及吸附性能

以铜（Ⅱ）离子为模板剂，合成了一系列模板离子含量不同的乙二醇双缩水甘油醚交联的壳聚糖树脂，并研究了该类吸附剂对几种过渡金属离子的静态吸附性能。结果表明，该类吸附剂对Ｃｕ２＋比对Ｎｉ２＋和Ｃｏ２＋具有更高的吸附选择性，其吸附容量分别为２．５５、２．０６、１．４６ｍｍｏｌ／ｇ。     

氧化石墨烯/改性磁性壳聚糖复合材料对Cu2+的吸附研究

以石墨粉和壳聚糖为原料,采用Hummers法制备氧化石墨烯,再用四氧化三铁、二乙烯三胺和柠檬酸改性壳聚糖,合成了羧甲基氨基化改性磁性壳聚糖;通过超声分散制备氧化石墨烯水溶胶,再与改性磁性壳聚糖进行复合,成功制得氧化石墨烯/改性磁性壳聚糖复合吸附材料。研究结果表明,在pH=6,吸附剂用量为50mg,吸附时间为90min条件下,氧化石墨烯/改性磁性壳聚糖复合吸附材料对100mL、50mg/L铜离子(Cu~(2+))的吸附容量达到70.3mg/g,且吸附行为符合Freundlich等温吸附模型。     

尼龙亲和膜的制备及其对木瓜蛋白酶的分离纯化研究

以尼龙膜为基质,键合壳聚糖的方法对尼龙膜进行改性,使膜的非特异性吸附大大降低,并偶联活性染料亲和基 Cibacron Blue F3GA,得到一种新的染料亲和膜.该亲和膜具有良好的色谱性能,对木瓜蛋白酶有较高的吸附量(235.3mg/g),吸附行为满足 Freundlich 吸附模型,pH值和离子强度对吸附量有明显影响.使用该亲和膜对木瓜粉中的木瓜蛋白酶进行分离纯化,纯化倍数可达46.5倍.     

天然高分子吸附剂研究：Ⅳ.铜（Ⅱ）模板壳聚糖树脂的合成 …

以铜离子为模板剂，合成了一系列模板离子含量不同的乙醇双缩水甘油醚交联的壳聚糖树脂，工研究了该类吸附剂对几种过渡金属离子的静态吸附性能。结果表明，该类吸附剂对Ｃｕ＾２＋比对Ｎｉ＾２＋和Ｃｏ６２＋具有更高的吸附选择性，其吸附容量分别为２．５５，２．０６，１．４６ｍｍｏｌ／ｇ。     

用于废水净化的壳聚糖膜改性技术研究进展

壳聚糖是一种具有生物相容性、无毒性、抑菌性等诸多优良性能的成膜材料,吸附性的壳聚糖微滤(MF)膜和超滤(UF)膜已在废水污染物的分离方面展示出巨大的应用潜力.但是,壳聚糖膜的机械性能较差、遇酸易水解等缺点限制了它的应用范围.基于壳聚糖分子表面含有丰富的羟基、氨基等活性基团而易于改性的特点,近年来研究人员采用多种方法改变壳聚糖的化学组成及其表面性质,以便使壳聚糖膜适合特定的应用需要.对在废水处理领域有特殊应用的5种改性壳聚糖膜(交联壳聚糖膜、壳聚糖季铵盐复合膜、壳聚糖共混膜、有机-无机杂化壳聚糖膜、香草醛改性壳聚糖膜)的制备方法、原理和应用效果进行了综述,并提出了进一步研究的方向.     

载香茅精油壳聚糖膜材料的制备及性能研究

采用流延成膜法制备载香茅精油壳聚糖膜和纯壳聚糖膜,并对膜的结构特征、力学性、吸水透气性和抑菌性进行比较分析。结果表明:壳聚糖、香茅精油和吐温80三者的相容性良好,所制得的载香茅精油壳聚糖膜结构均一、平整度较好,具有一定的力学性能,吸水透气性良好,广谱抗菌效果明显,有望成为一种新型的医用材料并得到广泛应用。     

壳聚糖/聚氨酯树脂的制备及对Cu2+吸附研究

以壳聚糖和聚氨酯预聚体为原料制备了壳聚糖/聚氨酯树脂(CTS/PU),考察了其对铜离子吸附性能。结果表明,CTS/PU树脂表面较粗糙;随预聚体用量增大,树脂吸附量先增加后降低。CTS/PU比例为1∶1时,树脂对Cu2+吸附量可达到优;pH值为6时,树脂对Cu2+吸附量最大。动力学研究表明,树脂对Cu2+吸附过程符合准二次动力学模型。     

活性白土/壳聚糖对铜离子吸附作用研究

以活性白土和壳聚糖为原料,通过简单的工艺制得了活性白土/壳聚糖。利用傅里叶红外光谱仪(FT-IR)、热重分析仪(TGA)和X射线衍射仪(XRD)对活性白土/壳聚糖的结构和热稳定性能进行了分析。结果显示,活性白土与壳聚糖形成了稳定结构的复合物,活性白土的层间距增大,说明壳聚糖填充到活性白土的层间结构中,有利于提高吸附作用。以活性白土/壳聚糖为吸附剂,铜离子(Cu2+)溶液为吸附液,研究了吸附条件对吸附剂吸附性能的影响。结果表明,在活性白土与壳聚糖质量比为1∶0.03,吸附时间为30min,吸附剂投加量为0.5g,吸附温度为50℃,溶液pH为6.0的条件下,活性白土/壳聚糖对初始浓度为10mg/L的Cu2+溶液的吸附效果较好,吸附率达到83.2%,显示了活性白土/壳聚糖良好的吸附性能。     

α-CD/PAN纤维膜对Cu~(2+)、Zn~(2+)、Ni~(2+)和Pb~(2+)的吸附特性

应用静电纺丝技术制备α-环糊精(α-CD)/聚丙烯腈(PAN)纤维膜,采用SEM、FT-IR分别对纳米纤维膜进行表征。通过考察pH值、吸附时间、重金属离子初始浓度、温度几个因素,系统研究了α-CD/PAN纤维膜对重金属离子的吸附影响。结果表明:在溶液pH=6,吸附时间为2h,重金属离子初始浓度为10mg/L,温度为35℃的条件下,纳米纤维膜对铜离子(Cu~(2+))、锌离子(Zn~(2+))、镍离子(Ni~(2+))和铅离子(Pb~(2+))的吸附达到最佳,吸附容量分别为9.11、9.02、9.31和8.87mg/g。