壳聚糖及其衍生物脱除贝类中重金属的机理及应用研究进展

海洋重金属污染问题已成为全球关注的热点。因具有较强的重金属富集能力,水产贝类鲜食及其加工产品的重金属超标问题亟待解决。壳聚糖是天然的碱性多糖,具有很强的重金属螯合能力,蕴含量也非常丰富。文章分析壳聚糖及其衍生物用于吸附及脱除重金属的分子结构特征与吸附作用机制;综述其在牡蛎、扇贝等主要经济贝类中的相关研究及应用,强调以生物吸附剂脱除并净化贝类重金属的重要性;对贝类重金属脱除研究提出建议,并展望其应用前景。     

壳聚糖脱除牡蛎匀浆液中重金属镉的初步研究

首先优化了壳聚糖对模拟含镉水溶液中重金属镉离子的吸附条件,进而应用于脱附牡蛎肉匀浆液中重金属镉离子的研究。实验结果表明:壳聚糖吸附模拟含镉水溶液中重金属镉离子的最佳用量为0·5g,吸附最佳时间为6h,最佳pH为8,在此条件下壳聚糖对模拟含镉水溶液中镉离子的吸附率达91·0%以上,吸附容量达730mg/g。牡蛎贝肉经酸水解后,采用壳聚糖脱附贝肉匀浆液中的重金属镉离子,在选定的最佳条件下对镉吸附率均超过98·0%,表明壳聚糖对贝类水解液中的镉具有较强的吸附性能。      

壳聚糖脱除牡蛎匀浆液中重金属镉的初步研究

首先优化了壳聚糖对模拟含镉水溶液中重金属镉离子的吸附条件,进而应用于脱附牡蛎肉匀浆液中重金属镉离子的研究.实验结果表明:壳聚糖吸附模拟含镉水溶液中重金属镉离子的最佳用量为0.5g.吸附最佳时间为6h,最佳pH为8,在此条件下壳聚糖对模拟舍镉水溶液中镉离子的吸附率达91.0%以上,吸附容量达730mg/g.牡蛎贝肉经酸水解后,采用壳聚糖脱附贝肉匀浆液中的重金属镉离子,在选定的最佳条件下对镉吸附率均超过98.0%,表明壳聚糖对贝类水解液中的镉具有较强的吸附性能.     

摄食壳聚糖对小鼠体内铅水平的影响

采用壳聚糖含量为1.05% 的饲料喂食小鼠90d,喂食的四种壳聚糖分别是高分子量壳聚糖(HCS)(重平均分子量Mw7.60 × 105,脱乙酰度(DDA) 85.5%、中分子量壳聚糖(MCS)(Mw3.27 × 104,DDA85.2%)、壳寡糖(COS)(Mw0.99 × 103,DDA 85.7%)和水溶性壳聚糖(WSC)(Mw3.91 × 104, DDA52.6%)。喂养期间,小鼠无非正常症状和死亡发生。实验结果表明,喂食HCS 对小鼠的肝、脾、心脏和肾脏中的铅含量几乎无影响,COS 和WSC使小鼠的肝、脾和心脏中的铅含量有所降低。但是,MCS 却明显增加了肝脏中铅含量。     

壳聚糖-Zn(Ⅱ)配合物对尿素的吸附行为的研究

本文提出了利用高分子聚合物壳聚糖-Zn(Ⅱ)配合物吸附尿素的方法。实验结果表明,最佳吸附条件为:室温下,溶液pH在6～7之间,尿素的起始浓度为2.0mg/ml,反应时间为3.0h,最大吸附量可达83.97mg/g。     

壳聚糖吸附铬(Ⅵ)的动力学模型研究

研究了用天然高分子产物壳聚糖作为固体萃取剂吸附Cr（Ⅵ）的动力学行为,考察了溶液的pH值、Cr（Ⅵ）起始浓度对吸附行为的影响。动力学研究表明：溶液的pH值能够显著影响壳聚糖对Cr（Ⅵ）的去除效率,实验最佳pH值为4.0,分别运用Lagergren一级、HoYS二级、Elovich方程和粒子内部扩散吸附动力学模型对吸附动力学进行了分析探讨和比较研究,实验数据符合HoYS二级吸附动力学模型,相关系数为0.9942。     

改性壳聚糖脱除马氏珠母贝糖胺聚糖中镉的初步研究

采用L-半胱氨酸改性壳聚糖对马氏珠母贝糖胺聚糖中的重金属镉离子进行脱除研究,通过单因素实验和正交实验探讨了pH、反应时间和改性壳聚糖的添加量对糖胺聚糖中镉离子的脱除率和糖胺聚糖(GAG)含量的影响,并且利用SPSS对正交实验的数据进行处理分析,结果表明:在马氏珠母贝酶解液中添加L-半胱氨酸改性壳聚糖吸附镉离子的最佳pH为6.0,时间为5h,添加量为0.6g/50mL,然后将酶解液经离心、醇沉得到的糖胺聚糖中镉离子的脱除率达到56.7%,GAG含量为42.8%。     

壳聚糖对油脂中游离脂肪酸的吸附研究

研究了壳聚糖对油脂中游离脂肪酸的吸附条件,结果表明,壳聚糖吸附游离脂肪酸的最佳温度为50℃,吸附等温方程符合Langmuir单分子层吸附理论,壳聚糖的饱和吸附量为31.15mg油酸/g壳聚糖,吸附平衡时间短,约为4h。探讨了壳聚糖吸附游离脂肪酸的机理,壳聚糖中的NH2与游离脂肪酸的COOH发生静电桥联作用是主要的吸附作用力。     

壳聚糖交联树脂的制备及对Cu(Ⅱ)吸附性能的研究

为有效去除饮用水中重金属离子的污染,以戊二醛作为交联剂,采用壳聚糖制备新型交联树脂,并对其结构进行表征。以Cu(II)作为重金属离子模板,研究了交联树脂在不同铜离子浓度、pH和温度条件下对铜离子的吸附量的变化,并通过红外光谱表征交联树脂吸附铜离子前后的结构变化。研究结果表明,交联树脂在铜离子浓度为20g/L,pH为3.5,温度为70℃时吸附量最大,达到510mg/g。红外光谱表明戊二醛交联剂的羰基基团与壳聚糖的胺基基团发生了Schiff碱反应,交联树脂与铜离子发生了螯合反应。      

摄食羟丙基壳聚糖对小鼠体内铅水平的影响

<正>常小鼠摄食重均分子量Mw为1.6×105羟丙基壳聚糖(HPCS)90d后,与对照组相比,实验组小鼠心、脾、肾、股骨中铅含量随壳聚糖量增加而降低,尤其质量分数为1.0%和1.5%实验组小鼠股骨中铅含量明显下降(p0.01);各实验组小鼠肝脏中铅含量均略高于对照组;喂食小鼠期间,无中毒临床症状和死亡发生。实验结果表明摄食HPCS无毒对铅元素无富集作用。     

铁(Ⅲ)-硫氰酸钾体系光度法测定食品样品中EDTA-2Na含量

建立了一种快速稳定、简便的测定微量乙二胺四乙酸二钠盐的方法.基于EDTA-2Na与Fe3+能生成稳定的FeY,过量的Fe3+与硫氰酸根反应生成血红色的配合物,EDTA-2 Na的加入使与硫氰酸钾反应的Fe3+浓度降低,从而使Fe3+与硫氰酸根络合物的吸光度下降,在485 nm波长下,0.5～22.5 μg/mL范围内EDTA-2Na的加入量与体系吸光度的改变量成正比,线性回归方程为A485=0.02497 p(μg/mL) +0.03472,线性相关系数为0.9990,表观摩尔吸光系数为5.143×103 L·mol-1·cm-1.该法用于食品样品中EDTA-2Na含量的测定,结果满意.     

羧基化石墨烯/壳聚糖复合材料对Pb（Ⅱ）的吸附研究

氧化石墨烯/壳聚糖复合材料稳定性高,物理机械性能好受到广泛研究。通过溶液共混法制备了羧基化石墨烯/壳聚糖复合材料,并考察其对Pb(Ⅱ)吸附性能。研究结果表明：复合材料对Pb(Ⅱ)的吸附量随pH值的上升呈现先上升后下降的趋势,对100 mg/L的Pb(Ⅱ)最佳吸附条件是pH值为5,复合材料使用量为1.0 g/L,吸附时间300 min,此时吸附量为95.45 mg/g,吸附率为95.45%。吸附过程符合Langmuir等温线和拟二级动力学模型,说明该吸附过程为单层吸附和化学吸附。     

麦饭石负载壳聚糖对陈醋的稳定作用

根据麦饭石有良好的吸附、离子交换性能和壳聚糖在酸性溶液中带有正电荷的特性,将80目麦饭石与90%脱乙酰度壳聚糖的0.5%醋酸溶液按1∶1.2质量比混合制成固体澄清剂,用其处理陈醋。最佳工艺条件是:澄清剂添加量12g/L,作用时间15min,作用温度为室温;得到黑紫色、透明的高档陈醋,且放置6个月无沉淀。产生的滤泥作为农田肥料和动物饲料添加剂,对环境无污染。      

壳聚糖对二甲酚橙的吸附

研究了壳聚糖对二甲酚橙的吸附性能．探讨了吸附时间、溶液初始质量浓度、吸附剂用量及溶液初始pH对二甲酚橙去除率的影响．结果表明：在pH为3及常温条件下，当壳聚糖用量为3g/L时对质量浓度为26．4mg/L的二甲酚橙去除率为90．1％     

壳聚糖对蔗糖溶液中单宁酸的吸附性能研究

目的:进行壳聚糖对蔗糖溶液中单宁酸的性能研究。方法:通过吸附动力学和吸附等温线的考察,将吸附动力学实验数据采用粒内扩散模型、准一级动力学模型和准二级动力学模型线性拟合,吸附等温线数据采用Langmuir模型和Freundlich模型线性拟合。结果:在单宁酸的初始浓度为100 mg/L和250 mg/L时,壳聚糖对蔗糖溶液中单宁酸的吸附动力学用准二级动力学模型的拟合效果最好(R²=0.9993和0.9957);壳聚糖对蔗糖溶液中单宁酸的吸附等温线用Langmuir模型拟合效果最好(R²=0.9977)。结论:该吸附属于单分子层的化学吸附,理论饱和吸附量为107.53 mg/g。     

硅胶负载微波交联壳聚糖对制革废水中Cr(Ⅵ)的吸附研究

以适宜条件下制备的硅胶负载交联壳聚糖为基础,研究其对制革废水中六价铬(Cr(VI))的吸附作用。探讨了溶液的pH值、反应时间、温度、吸附剂用量对吸附性能的影响。结果表明,在室温下pH为5,吸附时间1h,投加量为0.15g时其吸附性能最好,吸附率可达98%以上。     

壳聚糖对单宁酸的吸附性能研究

以活化后的壳聚糖为吸附剂,探究壳聚糖对水溶液中单宁酸的吸附性能。通过对实验过程中吸附动力学和吸附热力学的探究,采用粒内扩散模型、准一级动力学模型、准二级动力学模型对吸附动力学数据进行拟合处理,结果表明,壳聚糖吸附过程更符合准二级动力学模型(R²=0.996 5、R²=0.992 3);采用Langmuir等温吸附模型和Freundlich等温吸附模型对吸附热力学数据进行拟合,结果表明,壳聚糖吸附过程更符合Langmuir等温吸附模型(R²=0.995 9)。实验得出壳聚糖对水溶液中单宁酸的吸附属于单分子层的化学吸附。     

吸附法脱除花生油中苯并(a)芘的效果研究

为了降低花生油中的苯并(a)芘含量,同时兼顾花生油色泽,采用活性炭和活性白土复合吸附剂对花生油中苯并(a)芘进行吸附脱除,通过单因素实验研究了活性炭种类、复合吸附剂添加量、复合吸附剂配比、吸附温度和吸附时间对花生油中苯并(a)芘脱除效果的影响,并采用正交实验对吸附工艺条件进行优化。结果表明：活性白土和FC1X活性炭复合对花生油中的苯并(a)芘具有最好的脱除效果,最优工艺条件为复合吸附剂添加量2%、活性白土与FC1X活性炭质量比20∶1、吸附时间20 min、吸附温度130℃,在最优条件下花生油中的苯并(a)芘含量降至0.12μg/kg,远小于欧盟限量2μg/kg,色泽为Y10、R0.7。复合吸附剂能有效吸附脱除花生油中99%以上的苯并(a)芘,且花生油呈淡黄色、澄清透明,满足企业生产要求。     

油脂中邻苯二甲酸酯类塑化剂的吸附脱除研究

采用10种不同的吸附剂对冷榨茶籽油中邻苯二甲酸酯类塑化剂进行吸附脱除,考察了吸附剂种类、吸附剂用量、吸附温度及吸附时间对受试油样中5种塑化剂组分脱除效果的影响。结果表明:在吸附温度110℃、吸附时间30 min、吸附剂用量为油重的2%时,H-2型活性炭的脱除效果较好,其次为55F-A型活性炭、55JN-C型活性炭、凹凸棒土和活性白土。采用H-2型活性炭用量为2.0%、吸附温度130℃、吸附时间50 min的优化条件,DMP、DEP、DIBP、DBP及DEHP的脱除率分别为76.7%、50.7%、52.4%、22.2%、6.1%。吸附法对茶籽油中DMP、DEP、DIBP的脱除效果较好,但对较大分子量塑化剂组分DBP和DEHP的脱除效果较差。