功能化壳聚糖磁性微球的制备及其对Cu~(2+)的吸附行为

用正硅酸四乙酯(TEOS)修饰Fe_3O_4表面,并将其与经4-氯苯基异氰酸酯改性的壳聚糖通过六亚甲基双异氰酸酯(HDI)连接,制得功能化Fe_3O_4@SiO_2-壳聚糖磁性微球(磁性微球C),采用扫描电镜、傅里叶红外光谱仪等手段对其进行表征,考察了所得磁性微球C对Cu2~(+)的吸附性能。结果表明:所得磁性微球C平均粒径520nm左右、分散性好,对Cu2+吸附在30min内达到平衡,在吸附剂用量为0.1g,Cu~(2+)浓度为0.02mol/L,pH=5时,吸附量可达到55.46mg/g,吸附等温数据既符合Langmuir模型,也符合Freundlich模型。     

磁性交联壳聚糖微球的制备及对Cu~(2+)的吸附性能

以Fe3O4为磁核,环氧氯丙烷为交联剂,制备了磁性交联壳聚糖微球(MCB),采用FT-IR和VSM对MCB进行表征,结果表明,Fe3O4被壳聚糖包埋,制备的MCB的饱和磁化强度为12.8emu/g。其交联度、溶胀度和含水量分别为85.2%、6.94%和80.1%。同时研究了MCB对Cu2+的吸附性能,研究表明:MCB对Cu2+的吸附的最佳pH值为5,MCB对Cu2+的吸附符合Langmuir方程,为单分子层吸附,最大吸附容量为64.6mg/g;动力学研究表明,MCB对Cu2+的吸附过程符合准二级动力学方程。MCB再生-重复使用8次,其吸附容量没有明显的降低。     

氨基功能化P(St-HEMA)磁性微球的制备及对Pb(Ⅱ)的吸附性能

采用分散聚合法制备了P(St-HEMA)磁性微球,利用乙二胺与磁性微球进行反应得到表面含有氨基的[P(St-HEMA)-EDA]磁性微球。通过扫描电镜(SEM)、光学显微镜、傅立叶红外光谱(FT-IR)和样品磁力振荡计(VSM)等对样品进行了表征,并将其应用于对含Pb(Ⅱ)的模拟废水吸附性能研究。考察了pH值、吸附剂用量和吸附时间等因素对吸附量的影响,[P(St-HEMA)-EDA]磁性微球对Pb2+具有较好的吸附能力;在298 K时,[P(St-HEMA)-EDA]磁性微球对Pb^2+的吸附符合准二级动力学模型且为化学吸附过程,在90 min内基本达到吸附平衡,最大吸附量高达87.566 mg/g,Langmuir等温吸附数学模型能比较好地拟合[P(St-HEMA)-EDA]磁性微球对Pb^2+的吸附。     

果胶磁性微球的制备及其对Mn(Ⅱ)及Cr(Ⅵ)的吸附性能

以氯化钙为交联剂,采用包埋法制备了一种果胶磁性微球吸附剂,通过红外光谱、扫描电镜、XRD、磁性分析和TGA对样品进行了表征,并考察了吸附时间、Mn2+(Cr6+)的浓度、吸附剂用量和吸附溶液的pH对果胶磁性微球吸附性能的影响。分析了果胶磁性微球分别吸附Mn(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)的吸附动力学、吸附等温线。结果表明:果胶磁性微球对Mn(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)的吸附达平衡分别需要4h和1.5h,饱合吸附量分别为54.35mg/g和9.62mg/g,吸附等温线较好地满足Freundlich模型和Langmuir模型,最大吸附量分别为102.04mg/g和25.45mg/g。吸附动力学符合准二级动力学模型,主要由化学吸附控制其吸附速率。     

改性磁性壳聚糖微球对氟离子的吸附特性研究

使用电喷法和原位生成法结合制备了磁性壳聚糖(CS)微球,通过氨基化和负载镧改性制备了具有除氟性能的磁性CS微球吸附剂。采用批量实验法对微球吸附剂的氟离子吸附行为进行了研究。结果表明:当溶液pH=9,温度高于15℃,吸附时间超过8h时,吸附基本达到平衡。对于初始氟离子浓度为20mg/L的溶液,吸附剂对氟离子的去除率能达到96%以上。饱和吸附量为(19.747~25.556)mg/g。吸附过程符合Langmuir等温方程和准二级动力学方程。吸附剂制备过程简单,耗能低且环保,具有较好的应用前景。     

纳米Fe_3O_4/PS-EDTA功能微球的制备及对Cu~(2+)的吸附性能

以磁性纳米Fe3O4为核,利用苯乙烯(St)聚合对其进行包覆,并进一步对表面进行氯取代、乙二胺取代及氯乙酸取代反应,制备了Fe3O4/PS-EDTA纳米磁性复合微球。利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射分析(XRD)、热重(TGA)分析、傅里叶变换红外(FT-IR)光谱仪、紫外分光光度计等对Fe3O4/PSEDTA微球性能进行了表征。结果表明,EDTA有效地以化学键合方式连接到纳米磁性Fe3O4/PS表面,且粒径均匀。Fe3O4/PS-EDTA对Cu2+表现出了良好的吸附性能,饱和吸附量为98.59mg/g,吸附等温数据符合Langmuir模型,吸附动力学符合拟二级反应动力学模型。     

交联壳聚糖微球对表面活性剂的吸附性能研究

以壳聚糖为原材料,采用反相悬浮法制备了交联壳聚糖微球(ACCMs),并将优化制备的交联壳聚糖微球用于吸附水体中阴离子表面活性剂(AS),探究ACCMs对十二烷基苯磺酸钠(SDBS)、十二烷基硫酸钠(SLS)和苯十二烷基磺酸钠(SDS)3种阴离子表面活性剂的吸附性能。实验结果表明,酸性介质有利于吸附的进行;静态吸附360 min后,吸附反应趋于平衡;吸附过程符合Lagergren二级吸附动力学方程;ΔG均为负值,吸附反应可以自发进行。吸附等温模型符合Langmuir等温式,可以用单分子层吸附理论加以解释。ACCMs对SDBS、SLS、SDS的饱和吸附容量分别为793,789和341 mg/g。综上所述,ACCMs对阴离子表面活性剂有较强的吸附能力,可用于环境水体中阴离子表面活性剂的吸附处理。     

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。     

β-环糊精改性磁性壳聚糖微球对亚甲基蓝吸附性能研究

以壳聚糖、四氧化三铁(Fe_3O_4)和β-环糊精为原料,三聚磷酸钠和环氧氯丙烷为交联剂,采用离子交联法制备β-环糊精改性磁性壳聚糖微球,考察了改性微球对亚甲基蓝的吸附性能及吸附机理。结果表明:改性微球对亚甲基蓝的吸附量随着pH值的升高而增加,随着温度的升高而降低;亚甲基蓝在改性微球上的吸附等温线可用Langmuir方程模拟,吸附动力学符合拟二级动力学方程。在吸附温度为20℃,吸附时间为100min,pH值为8时,改性微球对亚甲基蓝吸附量和脱色率分别达到123.70mg/g和98.96%。用0.01mol/L硝酸(HNO_3)溶液对吸附饱和的改性微球进行解吸,经过3次重复试验后,对亚甲基蓝的吸附量和脱色率是首次的93.69%,再生效果较好,可重复使用。     

壳聚糖/明胶复合微球的制备及对铬离子的吸附性能

壳聚糖具有较高的吸附性能,明胶高分子链上有氨基、羟基、羧基等活性基团,对六价铬Cr(Ⅵ)具有一定的吸附螯合作用。本工作采用乳化交联法制备壳聚糖/明胶复合微球,以微球对Cr(Ⅵ)的去除率为指标,通过正交实验优化微球制备条件,并利用扫描电镜对微粒形貌进行表征。在研究复合微球对水体中Cr(Ⅵ)的吸附性能时,考察了吸附剂用量、pH值、吸附时间、温度等因素对吸附容量的影响。结果表明,壳聚糖/明胶微球的最佳制备条件为壳聚糖/明胶质量比1∶2,乳化时间40 min,乳化剂span80用量6 mL,水油比1∶7(体积比),乳化温度60℃;最佳吸附条件为:吸附剂用量2 g/L,pH值4,温度35℃,吸附时间120 min,在该条件下微球对Cr(Ⅵ)的去除率为95.5%。     

交联海藻酸钠磁性微球的制备及固定化胰蛋白酶研究

制备了交联海藻酸钠磁性微球,并以磁性微球为载体,戊二醛为交联剂,将胰蛋白酶固定化;利用透射电镜、粒度分析、红外分析对交联海藻酸钠磁性微球进行了表征;探讨给酶量、戊二醛浓度和pH值对固定化酶活性的影响;与自由酶比较,考察了固定酶的酶学性质.结果表明:交联海藻酸钠磁性微球是固定化胰蛋白酶的良好载体,固定化酶最适宜的条件是吸附时间12h,给酶量为100mg/0.1g磁性载体、交联剂戊二醛浓度为5%、溶液pH值为6,同时将酶固定化后,酶的稳定性和催化性能均有所提高.     

降解壳聚糖/明胶复合微球的制备及其对活性染料吸附性能研究

以降解壳聚糖、明胶为原料,戊二醛等试剂为交联剂,采用反相悬浮交联法制备出一系列具有高效吸附解吸功能的球形复合吸附材料降解壳聚糖/明胶复合微球,通过扫描电子显微镜,研究了原料种类以及搅拌速度对微球粒径与形貌的影响,将其用于活性染料印染废水处理中,研究了吸附温度、吸附时间、降解壳聚糖的用量及吸附液pH的大小对活性染料吸附性能的影响。结果表明:制得的降解壳聚糖/明胶复合微球的球粒径小,形态圆整,在温度为30℃、吸附时间为40min、溶液pH=4、微球制备时降解壳聚糖用量为0.4g、降解壳聚糖∶明胶质量配合比为1∶1条件下,降解壳聚糖/明胶复合微球球对活性黑WM的吸附容量达到137.25mg/g,并具有较好的循环使用价值。     

螯合磁性聚合物微球的制备及其对重金属离子的吸附性能

通过细乳液聚合制备了表面含酯基的磁性聚合物微球,利用醇解反应赋予微球表面丰富的羟基,进一步在微球表面偶联氨基硫脲,制备了螯合磁性聚合物微球.通过透射电子显微镜(TEM)、红外光谱仪(FTIR)、振动样品磁强计(VSM)等对微球的结构和性能进行了表征.结果表明,微球粒径比较均匀,在常温下具有超顺磁性.此外,微球对重金属离子的吸附具有选择性,吸附容量顺序为Hg2+＞Zn2+＞Pb2+>Cd2+,而且微球对各种重金属离子的等温吸附符合Langmuir方程.     

阴离子β-CD磁性微球吸附铜离子的工艺优化

采用Na3P3O9和Fe3O4对β-环糊精(β-CD)微球进行改性,制备出阴离子β-CD磁性微球吸附剂,并用来吸附铜离子。采用光学显微镜和扫描电镜对其形貌进行观察,并进行粒度测定,结果表明,吸附剂呈较好的球形,粒径较改性前有所增大。通过L9(34)正交实验得到吸附工艺优方案为:吸附温度35℃,吸附时间1.5h,超声功率100%,m(阴离子β-CD磁性微球)∶V(Cu2+)=1∶40,此条件下吸附量和Cu2+除去率平均值可分别达到2.691mmol/g、96.26%,各因素对反应影响的大小顺序依次为温度、投料比、超声功率、时间。     

纳米磁性微球对人血浆抗体的特异性分离过程

采用细乳液聚合法制备了嗜硫磁性纳米微球,磁球粒径较小,具有灵敏的磁响应性。经嗜硫性配基(2-巯基噻唑啉)修饰后,在pH=4.0的低浓度柠檬酸缓冲液中可特异性吸附免疫球蛋白G,并实现了在较低盐浓度下被吸附抗体的有效脱附,在吸附过程中表现出明显的单分子层吸附过程。在分离过程中几乎不损伤抗体的生物活性,所分离抗体的生物活性高于99%。磁性微球的平衡吸附量为53.04mg/g,相比于微米级磁性微球的平衡吸附量(3.1mg/g),提高了17倍。     

含壳聚糖季铵盐磁性微球的制备及对甲基橙的吸附效果研究

为了制备易于回收利用的吸附剂,采用戊二醛交联的壳聚糖季铵盐作为吸附剂、聚偏氟乙烯为基材、聚乙二醇(PEG-400)为致孔剂、Fe_3O_4为填料、N,N-二甲基乙酰胺为溶剂配制溶液,采用相转化法制备了一种磁性微球,研究了微球的添加量、吸附时间等对甲基橙吸附效果的影响。结果表明:在20mg/L甲基橙溶液中按60g/L添加微球,400min左右达到吸附平衡;再生3次对甲基橙去除率能够保持在95%以上。     

Fe3O4/SiO2/CMCH/CdTe荧光磁性微球的合成与表征

利用St ber法和交联法制备出具有荧光和磁性功能的Fe3O4/SiO2/CMCH/CdTe微球,并对其性能和应用效果进行了分析讨论.首先以正硅酸四乙酯为前躯体,Fe2＋和Fe3＋物质的量的比为1∶2,利用超临界干燥法制备出了Fe3O4/SiO2复合微球;并通过透射电镜对其进行观察,Fe3O4颗粒粒径为10 nm,SiO2层厚度为5 nm;其次羧甲基化的壳聚糖（CMCH）被嫁接在Fe3O4/SiO2表面上;然后利用水热法制备出CdTe荧光颗粒,通过壳聚糖与CdTe之间的静电吸引作用,CdTe被吸附在壳聚糖表面;最后利用戊二醛对壳聚糖的选择性交联作用制备出粒径在200 nm以内,饱和磁化强度为22.16 A.m2/kg,且具有良好荧光性能的Fe3O4/SiO2/CMCH/CdTe微球.荧光光谱分析表明最大发射波长从519 nm红移到528 nm,也证实了荧光颗粒CdTe成功吸附在Fe3O4/SiO2/CMCH表面.在动物实验中,该复合微球也显示出良好的荧光性、磁性及稳定性.     

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.     

三乙烯四胺改性的磁性微球对酸性品红的吸附研究

以甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)为功能单体，采用分数聚合法合成了聚(苯乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯)[P(St-GMA)]磁性微球，利用三乙烯四胺(TETA)修饰P(St-GMA)磁性微球，制备表面含有氨基的P(St-GMA)-TETA磁性微球。采用光学显微镜、傅里叶红外光谱(FT-IR)和样品磁力振荡计(VSM)等手段进行表征，并将其应用于对含酸性品红(AF)的模拟废水吸附性能研究。考察了pH、吸附剂用量和吸附时间等因素对[P(St-GMA)-TETA]磁性微球吸附量的影响。结果表明：该吸附剂对AF的吸附符合准二级动力学模型，60min内基本达到吸附平衡，在298K时，最大吸附量高达171.821mg/g, Langmuir等温吸附数学模型能较好地拟合P(St-GMA)-TETA磁性微球对AF染料的吸附。     

CS-Cu酶膜的酶固定化工艺及其特性

以壳聚糖(CS)膜为载体,通过PPO与CS-Cu膜上的Cu2+鳌合,制备固定化PPO的CS-Cu酶膜.响应面法研究了酶膜在固定化过程中的Cu2+螯合量(QCu2+)、PPO浓度(CE)、pH三因素对固定化PPO的活力的影响,分别测定了溶液PPO和酶膜上固定化PPO的酶活性,并对CS-Cu-PPO膜的特性作了初步讨论.结果表明,PPO固定化的最优条件是:温度40℃,pH 7.67,QCu2+ 30.07mg/mL,CE2.12 mg/mL;酶膜中固定化PPO的米氏常数及其相对活力都比溶液PPO的大,半衰期约30 d,酶膜重复使用8次后的PPO活力降至79％.研究结果为开发特定功能的EMR提供了重要的基础.