壳聚糖交联微球的制备及其对重金属离子的吸附作用

采用碱解法制备出高脱乙酰度的壳聚糖,再采用戊二醛或环氧氯丙烷对壳聚糖进行交联制得多孔交联微球。结果表明:环氧氯丙烷比戊二醛更适宜作为壳聚糖的交联剂,交联微球对Cu²⁺、Ni²⁺、Cd²⁺的吸附容量受金属离子初始浓度、吸附时间和溶液pH值的影响,其关系为:Cd²⁺>Cu²⁺>Ni²⁺。     

壳聚糖固载环糊精微球的制备及吸附硝基酚

反相悬浮法制备甲醛保护壳聚糖(CTS)微球,环氧氯丙烷为交联剂β-环糊精反应制得壳聚糖固载环糊精微球。产物用红外光谱、扫描电子显微镜和X射线衍射仪进行表征,并用于吸附2,4-二硝基酚研究。考察了吸附时间、溶液pH值、酚浓度和NaCl含量对吸附的影响。实验结果表明,壳聚糖固载环糊精(CTS-CD)微球具有较好的耐酸碱性能,在pH值为3.6条件下,对2,4-二硝基酚的吸附快速达到平衡,吸附量为325mg/g,吸附符合Freundlich等温方程和二级动力学方程。     

α-酮戊二酸修饰壳聚糖微球对牛血清蛋白的吸附

采用反相悬浮法制备交联壳聚糖微球,再与α-酮戊二酸反应生成Schiff碱,NaBH4还原制得改性壳聚糖微球.用FFIR、SEM和XRD对其进行表征,并将之用于牛血清白蛋白的吸附研究,考察了吸附时间,溶液pH值、牛血清白蛋白的浓度.温度、NaCl含量等因素对牛血清白蛋白吸附的影响.结果表明,α-酮戊二酸改性交联壳聚糖微球不溶于酸和碱,对牛血清白蛋白具有良好的吸附性能,在pH=5.0时,吸附在1 h内可达平衡,吸附数据符合Langmuir等温方程和Lagergren二级动力学方程.     

β-环糊精固化单宁复合微球制备及吸附性能研究

以β-环糊精、单宁为单体,环氧氯丙烷为交联剂,反相悬浮交联制备β-环糊精/单宁复合微球。通过红外光谱法、X射线衍射法对微球进行表征,证明单宁成功固定在β-环糊精上。以阳离子染料亚甲基蓝为有机吸附质模型,考察了染料初始溶液pH、初始溶液质量浓度对微球吸附性能的影响。吸附性能实验表明,pH在中性条件下,β-环糊精空腔与单宁酚羟基协同作用,有利于提高微球与亚甲基蓝之间的静电吸附能力,吸附率为80.31%;当亚甲基蓝初始浓度增大至1000 mg/L时,网络中的空隙被填充,吸附位点趋于饱和,吸附量最大达到630.41 mg/g。β-环糊精/单宁复合微球具有较好的重复使用性能,大大提高了2种单体在工业废水吸附领域的应用价值。     

Cu2+印迹交联壳聚糖微球的合成及吸附性能

利用分子印迹技术,以壳聚糖(CS)为功能单体,Cu~(2+)为印迹离子,通过稀氨水固化、环氧氯丙烷交联、盐酸洗脱Cu~(2+),制得了Cu~(2+)印迹交联壳聚糖微球(Cu~(2+)-ICM)。采用FTIR、XRD和FESEM对产品进行了表征,并测定了微球的骨架密度、含水量和交联度。结果表明:交联改性可使微球具有多孔结构和良好的结构稳定性,能够很好地降低CS的酸溶性,提高微球对Cu~(2+)的吸附性能。通过正交实验L_9(3~4)得到Cu~(2+)-ICM的最优制备条件为:CS 1.5 g,环氧氯丙烷2.5 mL,80℃下交联3.0 h,制得的微球对Cu~(2+)吸附量为67.80 mg/g。在单组分体系中考察了微球对Cu~(2+)的吸附性能。结果表明:当微球投加量为50 mg,Cu~(2+)初始质量浓度为338.7 mg/L,pH=5.0时,吸附量为72.80 mg/g。     

羧甲基壳聚糖微球对曙红Y的吸附研究

以壳聚糖粉末为原料,戊二醛进行交联、羧甲基化,制得羧甲基壳聚糖微球。采用SEM对壳聚糖微球的形貌、大小进行了表征,研究羧甲基壳聚糖微球对曙红Y的吸附性能。探讨吸附剂用量、吸附时间、曙红Y的初始浓度、pH、温度对脱色率的影响,研究吸附等温曲线和动力学方程。实验结果表明,曙红Y初始浓度增加时,吸附量也增加,直到吸附饱和,羧甲基壳聚糖的饱和吸附量为75 mg/g;相同条件下,吸附剂用量增加时,平衡吸附量减小,去除率增加。298 K,吸附剂投加量为1 g,pH=7.0,吸附时间为40 min时,初始浓度为560 mg/L的曙红Y染料的去除率可以达到90%以上。符合Langmuir等温方程和二级吸附动力学方程。     

硫脲改性磁性壳聚糖微球对Hg2+,Cu2+和Ni2+的吸附

利用反相分散-化学交联的方法制备磁性壳聚糖微球（MCS）,并利用硫脲改性,得到改性磁性壳聚糖微球（TMCS）。考察接触时间、pH值、温度以及金属离子初始浓度对TMCS吸附Hg^2＋,Cu^2＋和Ni^2＋的影响。发现相同条件下,Hg^2＋,Cu^2＋和Ni^2＋达到吸附平衡的时间依次增加,饱和吸附容量随pH值和金属离子初始浓度的增高而增加,随温度升高而下降。利用拟一级反应动力学模型和拟二级反应动力学模型对实验数据进行拟合,并分别采用Freundlich模型、Langmuir模型和Tempkin模型对吸附等温线进行拟合。结果表明,吸附动力学符合拟二级反应动力学模型,化学吸附为控制步骤,且吸附等温线用Langmuir模型拟合结果最好。在TMCS1．5g／L,金属离子初始浓度100mg／L,pH值5．0和吸附6h条件下,TMCS对Hg^2＋,Cu^2＋和Ni^2＋饱和吸附容量分别为625．2,66．7和15．3mg／g。吸附金属离子的TMCS利用0．01mol／L的乙二胺四乙酸（EDTA）再生,金属离子脱附率高于85％。     

硫脲改性磁性壳聚糖微球对Hg~(2+)的吸附特性

利用悬浮分散以及化学交联技术制备磁性壳聚糖微球,并经硫脲改性(SMCS),用于吸附水溶液中Hg2+。用光学显微图、红外、热重分析等对微球进行了表征;考察了pH值、Hg2+初始浓度、吸附时间以及振荡速率对Hg2+吸附的影响。结果表明,SMCS为球形,粒径50—80μm。SMCS对Hg2+有良好的吸附性能,饱和吸附容量(1.2—6.5 mmol/g)随pH值升高而增加,pH值为5.0时饱和吸附容量约为2.9 mmol/g。等温吸附线可用Freundlich等式拟合。吸附动力学结果表明,振荡速率为150—200 r/min时,为内扩散控制;50—150 r/min时,由外扩散和内扩散同时控制;振荡速率<<50 r/min时,为外扩散控制。吸附动力学可用拟二级模型拟合,初始吸附速率为0.22—1.77 mmol/(g.h),随振荡速率加快而增加。     

壳聚糖/纤维素复合微球对Cu2+的吸附

制备壳聚糖/纤维素(CS/CE)和交联壳聚糖/纤维素(ECS/CE)复合微球,用于吸附重金属离子,考察了微球对Cu2+的吸附性能。溶解性测试表明交联反应可提高微球在酸性介质中的化学稳定性。静态吸附表明,CS/CE和ECS/CE均能有效吸附Cu2+,pH 6附近吸附容量最大。吸附等温线与Langmuir和Freundlich模型均吻合,由Lang-muir模型得到的Cu2+饱和吸附容量分别为38.76 mg/g(CS/CE)和34.13 mg/g(ECS/CE)。CS/CE和ECS/CE对Cu2+的吸附初期为内扩散控制,但后期为配合反应控制。FTIR和X-射线光电子能谱(XPS)分析表明,壳聚糖中的N为Cu2+的主要吸附位,发生表面配合吸附。     

交联壳聚糖树脂的制备及其对Cu~(2+)吸附性的研究

以壳聚糖为原料,制成壳聚糖微球,再经过环氧氯丙烷交联得到羟丙基氯壳聚糖微球。实验研究了2.8%壳聚糖醋酸溶液,致孔剂20%无水乙醇,15%氢氧化钠,壳聚糖与环氧氯丙烷质量比为2∶1,反应θ为50℃,反应t为4 h,得到最好的羟丙基氯壳聚糖微球。当溶液pH=6时,振荡θ为30℃,振荡t为60 min,对Cu2+有最大吸附量。     

单宁酸对海藻酸钠/壳聚糖微球性能的影响

研究了单宁酸的引入对海藻酸钠/壳聚糖水凝胶在微球化和微胶囊化应用性能方面的影响.首先制备了单宁酸交联改性的海藻酸钠/壳聚糖水凝胶微球.利用傅里叶变换红外光谱分析了共混物分子结构间的相互作用,采用热重分析仪考察了微球热稳定性,并研究了单宁酸的加入对微球粒径、含水量和溶胀性的影响.结果表明由于单宁酸与海藻酸钠/壳聚糖之间的...     

用于酶固定化的多胺化壳聚糖基载体的合成及性能表征

以构建性能优良的壳聚糖基固定化酶载体为目的,用反相悬浮交联法制备了壳聚糖微球,以其作为固定化载体基体,进一步制备了多胺化壳聚糖载体,分别优化了壳聚糖微球环氧化及胺化反应条件。最佳环氧化条件为:n(环氧氯丙烷)∶n(壳聚糖结构单元)=10∶1、50℃反应6 h,环氧基含量达3.32 mmol/g;最佳胺化条件为:n(四乙烯五胺)∶n(环氧基)=15∶1、55℃反应6 h,载体氨基含量可达4.55 mmol/g,高于未胺化微球的2.01mmol/g。用IR、SEM、XRD等对最终产物进行了表征。结果表明,制备的多胺化壳聚糖呈单分散球形,粒径220~300μm,表面较光滑,抗酸性能显著增强。采用该载体对木瓜蛋白酶进行固定化,固定化酶表观活力最高达146 U/g,活力回收率达51%,是采用未经多胺修饰的壳聚糖微球固定化的2~3倍。     

磁性壳聚糖微球的制备及其用于甲酸脱氢酶的固定化

分别采用乳化交联法和共沉淀法制备磁性壳聚糖微球载体,并对形貌结构进行比较,结果表明,采用共沉淀法制备的磁性壳聚糖微球负载Fe3O4的效果好,故将其作为载体固定甲酸脱氢酶。最佳固定化条件:添加酶量9 U.g-1,pH=7.0,固定化时间5 h。游离酶和固定化酶的最适宜反应温度分别为50℃和30℃;游离酶的最适宜pH=7.0,固定化酶的最适宜pH=6.0;将游离酶和固定化酶分别置于60℃恒温水浴放置180 min后,游离酶和固定化酶的相对酶活力分别为0.78%和40.39%;将游离酶和固定化酶置于不同pH的缓冲液中保存1 h后,在强酸(pH=2.0)和强碱(pH=10.0)条件下,固定化酶的相对酶活力分别为11.03%和38.43%,游离酶已全部失活;固定化酶重复使用6次后,相对酶活力为73.53%,表明固定化酶具有较好的热稳定性、酸碱稳定性和操作稳定性。     

Adsorption of tannic acid on chitosan-montmorillonite as a function of pH and surface charge properties

Chitosan, a natural biopolymeric cation, is a candidate to modify montmorillonite for the adsorption of anions. As an anionic organic pollutant the adsorption of tannic acid was studied. Because of protonation/deprotonation reactions of both chitosan-montmorillonite and tannic acid, the adsorption process is strongly pH-dependent. The objective of this work is to characterize the pH dependency of adsorption in combination with surface charge determinations.Montmorillonite was modified with different amounts of chitosan, corresponding to 20–1000% of the cation exchange capacity (CEC). The deacetylation degree of chitosan was determined by polyelectrolyte titration and was found to be 74%. The uptake of chitosan was determined by the C-content. The interlayer expansion was investigated by X-ray powder diffraction. The adsorption capacity for tannic acid was investigated with the batch technique at pH 3, 4, 5 and 8. As a measure for the adsorption properties, the electrokinetic surface charge was determined with a particle charge detector.The uptake of chitosan by montmorillonite is up to 152% (1.69 mol_c kg^− 1) of the CEC. The resulting anion exchange capacity of chitosan-montmorillonite calculated from C-content is 0.43 mol_c kg^− 1. At low loadings with chitosan (24.7 and 49.5% uptake), a monolayer is formed in montmorillonite. At an uptake of 96.8%, a bilayer structure is observed, which becomes more dominant at higher loadings. On the external surface, a monolayer of chitosan was formed. From pH 4 to 8, the surface charge of all modified montmorillonites is with − 9 to 8 mmol_c kg^− 1 close to the point of zero charge. The maximal adsorption capacity for tannic acid is found with 240 g kg^− 1 (0.14 mol_c kg^− 1) at pH 4. The adsorption process fits in well with the Freundlich isotherm. At lower as well as higher pH values the adsorption capacity decreases up to about 25%. Most probably the exchange sites in the interlayer do not contribute to the adsorption of tannic acid. The observed surface charge is lower than the adsorbed amount of tannin. It is thought that tannin is adsorbed also by van der Waals forces besides ionic forces.     

金黄节杆菌CYC705腈水解酶催化亚氨基二乙酸合成的研究

将金黄节杆菌CYC705(Arthrobacter aurescens CYC705) 腈水解酶用于生物催化合成亚氨基二乙酸(IDA),从生物催化剂的形式、生物催化反应过程优化和反应体系放大三个方面进行了考察。在氨基载体固定化酶、环氧基载体固定化酶、海藻酸钠固定化细胞、壳聚糖固定化细胞和游离全细胞几种生物催化剂形式中,壳聚糖固定化细胞催化效率最高、稳定性最好。通过反应体系、反应温度、金属离子、底物浓度、固定化细胞投量等因素的优化,确定了最佳的生物催化反应条件：以50 mmol/L pH=6.6的磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲液作为反应体系,底物亚氨基二乙腈(IDAN)的浓度为200 mmol/L,添加CoCl2至终浓度为1 mmol/L,反应温度37 ˚C,固定化细胞投量为0.25 g每5 mL反应体积。在此条件下,反应2h可将IDAN完全转化为IDA。进一步将反应体系放大10倍,催化200 mmol/L的IDAN完全转化为IDA仅需1h。     

磁性壳聚糖微球的合成及其在固定化血管紧张素转化酶的应用

以化学共沉淀法合成Fe3O4纳米粒子为磁核,采用乳化交联法制备磁性壳聚糖微球,并对其形貌、结构和磁饱和强度等性质进行了表征。以磁性壳聚糖微球作为载体,固定化猪肺粗提物中的血管紧张素转化酶,并对固定化条件进行研究。结果表明,固定化血管紧张素转化酶的最佳条件为：pH值为8.3,最佳温度为50 ℃,最佳时间为1.5 h,最佳酶溶液蛋白浓度为6 mg/mL,此时固定化酶活力最高为0.048 U/g微球。与游离酶相比,固定化酶的pH值稳定性和热稳定性均得到提高。固定化酶重复使用10次,仍然保持40%以上相对活力,说明磁性壳聚糖微球是固定化血管紧张素转化酶的良好载体。     

Adsorption of bismuth(III) by bayberry tannin immobilized on collagen fiber

The adsorption behavior of collagen fiber‐immobilized bayberry tannin towards Bi(III) at acidic pH values was investigated. The adsorption capacity of the adsorbent towards Bi(III) was 0.348 mmol g^?1 at 303 K, and increased with the rise in temperature. The adsorption isotherms of Bi(III) were in the shape of so‐called type II isotherms and could be described by an empirical equation, ln q_e = k + (1/n)C_e, which implies that chemical adsorption is predominant at lower concentrations of Bi(III) and that physical adsorption is involved at higher concentrations. The adsorption kinetics of Bi(III) on the immobilized bayberry tannin could be well described by the pseudo‐second‐order rate model, and the adsorption capacities calculated by the model were almost the same as those determined by actual measurements. The adsorbent could be regenerated by using 0.02 mol dm^?3 ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA) solution after adsorption of Bi(III). The adsorption selectivity of the immobilized bayberry tannin towards Bi(III) in a Cu(II)–Bi(III) binary solution in acidic medium was remarkable. Therefore, it is strongly suggested that the immobilized bayberry tannin could be applied to the removal of Bi(III) from crude Cu(II) samples under proper conditions. Copyright © 2006 Society of Chemical Industry     

羟基磷灰石微球的制备及废水除氟性能评价

以壳聚糖为模板,通过反向乳液聚合制备得到羟基磷灰石微球（CTS-HAP）,在利用X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、能谱（EDS）、红外光谱（FT-IR）对改性和吸附前后微球进行微观分析基础上,测定其在氟化钠溶液中的平衡吸附量为17.8 mg/g（吸附pH=4）,微球对氟离子吸附符合多层分子吸附模型——Freundlich模型。针对氟离子质量浓度为2 789.2 mg/L、pH为1.7的酸性高含氟废水,设计二阶段除氟。初步除氟阶段氢氧化钙用量为10 864 mg/L,剩余氟离子质量浓度为200.6 mg/L,去除率为92.81%;深度除氟采用CTS-HAP微球吸附法,CTS-HAP微球用量为24 g/L,去除率为95.2%,满足处理后废水氟离子浓度要求。