羧甲基化壳聚糖交联微球的制备及对Cu2+的吸附性能研究

随着工业的发展,含重金属离子的工业废水对环境的污染越来越严重,使人们把注意转向了壳聚糖的研究。壳聚糖是一种可生物降解的天然高分子材料,对重金属离子有良好的吸附能力,但壳聚糖有水溶性差的缺点,必须对它进行改性。本论文以壳聚糖为原料,通过氯乙酸对壳聚糖进行羧甲基化,得到羧甲基化壳聚糖,再以环氧氯丙烷为交联剂,通过交联反应制得羧甲基化壳聚糖(CM-CTS)交联微球。红外光谱测试证明：所得产物为CM-CTS交联聚合物。通过扫描电镜表征,发现制得的CM-CTS交联聚合物呈现球状。吸附测试发现,CM-CTS交联微球3 h内对Cu²⁺吸附率达到90.4%。CM-CTS交联微球可以有效吸附污水中Cu²⁺,可以用于处理重金属废水。     

壳聚糖交联微球对水中镍离子的吸附性能

以戊二醛为交联剂,采用反相悬浮法合成了壳聚糖交联微球,研究了该微球对Ni2+的吸附性能及其重复使用性。结果表明,壳聚糖交联微球对Ni2+的吸附条件是25℃时,p H 7.0,在50 m L质量浓度为300 mg/L Ni2+溶液中,投加0.05 g吸附剂,吸附2 h,吸附量为45.65 mg/g。该微球经0.1 mol/L盐酸解吸后可再生,重复使用7次,吸附量仍可达原来的81.9%。微球良好的再生性显著降低了处理成本,提高了处理效果,减少了二次污染。     

交联壳聚糖磁性微球制备及吸附性能研究

采用超声波辅助化学共沉淀法制备纳米Fe3O4,在此基础上选用乳化交联法,以戊二醛为交联剂,壳聚糖为单体包埋磁性纳米颗粒,合成了微米及纳米尺度上具有高吸附性、介质分离的磁性壳聚糖纳米微球(MCTS),并对复合材料的吸附性能进行了讨论。通过将壳聚糖包裹纳米磁性粒子制备成的磁性壳聚糖微球,具有比表面积大、多孔、易回收、可再生等优点,并且该磁性微球稳定性好、吸附性能强,有效地提高了壳聚糖的应用价值,而对于金属废水处理、药物的分离纯化和天然药物有效成分的富集纯化等意义重大。     

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⁺。     

乙二胺丙酰化交联壳聚糖微球对甲基橙的吸附性能

通过丙烯酰化交联壳聚糖微球（AGCS）上的丙烯酰基团与乙二胺的Michael加成反应,制备乙二胺丙酰化交联壳聚糖微球（EAGCS）。分别采用傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、X射线光电子能谱（XPS）和X射线衍射（XRD）表征了EAGCS的结构,利用激光粒度分析仪进行了粒径分布分析,考察了甲基橙（MO）溶液pH、温度、浓度和EAGCS用量对EAGCS吸附性能的影响。结果表明：EAGCS为球形,微球的体积平均粒径为57.4 μm,粒径分布系数1.53;在最佳条件下,EAGCS的吸附去除率为99.6%,吸附容量可达545.40 mg·g^-1,吸附过程属于自发放热过程,吸附动力学符合二级动力学,吸附过程可采用Langmuir和Freundlich等温吸附模型来描述。     

交联壳聚糖微球树脂对Cu(Ⅱ)吸附性能研究

采用反相悬浮法,以戊二醛为交联剂,以环己烷为致孔剂制备交联壳聚糖微球树脂(CCMR);通过静态吸附试验研究树脂对Cu(Ⅱ)的吸附行为。利用金相显微镜和比表面积仪对交联壳聚糖微球树脂(CCMR)的表观形貌和比表面积进行表征;通过紫外可见光谱考察了Cu(Ⅱ)初始浓度对吸附性能影响,研究其吸附动力学。结果表明,随着致孔剂用量的增加,交联壳聚糖微球树脂比表面积增大,吸附性能增强,其中添加环己烷100 m L,乙酸乙酯5 m L制备交联壳聚糖微球树脂对浓度为8 mg/m L的Cu(Ⅱ)溶液的平衡吸附容量可达190 mg/g,吸附性能较好,吸附过程符合准二级吸附动力学模型。     

交联壳聚糖多孔微球吸附亮绿的研究

利用液体石蜡作有机分散介质,戊二醛作交联剂,制备了交联壳聚糖多孔微球,采用SEM对壳聚糖微球的形貌、大小进行了表征,研究交联壳聚糖微球对亮绿的吸附性能,探讨交联壳聚糖多孔微球用量、亮绿初始浓度、pH值、吸附时间、吸附温度的影响.结果表明,室温下,交联壳聚糖微球粒径为0.5～1.0 mm,亮绿初始浓度10 mg·L-1,pH=6,振摇30 min时,吸附量达1.22 mg·g-1;CODCr去除率达73%.亮绿初始浓度越大,吸附量越大,吸附速率越大;吸附剂用量越大,平衡吸附量越小,吸附速率越大.交联壳聚糖微球对亮绿具有很高的吸附容量和较快的吸附速率,再生重复使用,其脱色率仍达90%以上.等温吸附较好符合Freundlich方程.     

壳聚糖微球的制备

用甲醛作为交联剂,通过悬浮交联法制备粒径不同的壳聚糖微球。通过控制反应条件,可以得到单分散性的微米级微球。通过光学显微镜及红外光谱仪等仪器对所得的产物进行了表征。     

交联壳聚糖微球的制备及其对不同pH有机染料的吸附性能

本文以壳聚糖为原料,戊二醛为交联剂,采用乳化交联法制备了交联壳聚糖微球。并通过红外光谱仪(FT-IR)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)对壳聚糖和交联壳聚糖微球的结构与形貌进行表征,使用紫外/可见分光光度计测试了甲基橙溶液的吸收波长及吸光度。主要研究了不同p H条件下交联壳聚糖微球对甲基橙溶液的吸附脱色效果。结果表明:交联壳聚糖微球形状规则、表面光滑,其粒径为100μm左右;当甲基橙溶液p H值为3时,吸附速率最快;动力学研究结果表明该吸附过程符合准二级吸附动力学方程模型。     

交联壳聚糖微球纯化抑肽酶研究

采用反相悬浮法制备交联壳聚糖微球,共价偶联胰蛋白酶,制成抑肽酶亲和吸附剂,将其直接亲和层析牛肺粗提液,制备高比活抑肽酶。结果表明,制备的亲和吸附剂单位活力1270KIU·g-1,蛋白质偶联率52.4%,酶活性回收率50.8%。制备的抑肽酶比活力达5650KIU·mg-1,并且该吸附剂具有非特异性吸附小、能反复使用、机械强度高、活化简单、价格低廉等优点。     

胺化羧甲基改性磁性壳聚糖的制备及吸附性能研究

采用交联法制备了磁性壳聚糖,并在此基础上使用柠檬酸及二乙烯三胺对其进行化学改性,得到了磁性能良好、颗粒分布均匀、平均孔径为4.37 nm的胺化羧甲基改性磁性壳聚糖。将其用于模拟废水中进行静态吸附实验。结果表明,改性后的磁性壳聚糖在保证机械强度与回收率的基础上,提高了磁性壳聚糖的吸附性能,在最适pH=6的条件下,对Cu~(2+)、Cd~(2+)、Ni~(2+)的吸附容量分别达到76.82、54.15、62.64 mg/g。     

羧化改性壳聚糖微球的制备及吸附硝基酚的性能

采用反相悬浮环氧氯丙烷交联、氯乙酸羧甲基化制备交联羧化壳聚糖微球,用红外光谱和扫描电镜对微球进行表征,并用于2,4-二硝基苯酚的吸附研究。考察了吸附时间、溶液pH值、酚的浓度和NaCl等因素对2,4-二硝基苯酚吸附的影响。结果表明,羧化改性交联壳聚糖微球具有较好的耐酸碱性能,对2,4-二硝基苯酚有良好的吸附性能,在pH值为3.6条件下,吸附在瞬间就能达到平衡,吸附量达230 mg.g-1,吸附符合Freundlich等温方程。     

丙酮酸改性壳聚糖对金属离子的吸附性能研究

丙酮酸经Schiff碱反应对壳聚糖进行修饰 ,合成了高取代的水溶性丙酮酸缩壳聚糖 (PCTS) ,研究了PCTS、SCTS(水杨醛改性壳聚糖 )、CTS(壳聚糖 )对Cu(Ⅱ )、Zn(Ⅱ )、Co(Ⅱ )的静态吸附性能 ,并采用正交实验法考察了金属离子浓度、介质酸度、吸附量和吸附时间对吸附剂去除金属离子能力的影响。结果表明 ,PCTS的吸附性能优于SCTS与CTS ,对Cu(Ⅱ )、Zn(Ⅱ )、Co(Ⅱ )的吸附容量 (pH =7 0 )分别为 2 79 56、1 96 63、70 2 1mg/g ,金属离子浓度、介质酸度对吸附性能影响大 ,而吸附剂用量、吸附时间对吸附性能影响较小。     

分子印迹强化胺化改性壳聚糖吸附Cd~(2+)性能研究

利用分子印迹强化胺化技术制备Cd~(2+)模板改性壳聚糖P(Cdb2+)-C-CTS(Cda2+),研究了吸附剂中Cd~(2+)模板含量对其吸附水中Cd~(2+)的性能及含水率的影响。吸附容量随着a值和b值的增加而升高,当a为0.45、b为0.40时,吸附容量达到最大值。以P(Cd0.402+)-C-CTS(Cd0.452+)为研究对象,考察了p H对Cd~(2+)吸附容量的影响,并对吸附选择性能进行研究。结果表明,分子印迹强化胺化技术可制备得到吸附效率更高、选择性更好的改性壳聚糖吸附剂。     

Study on the adsorption properties of novel crown ether crosslinked chitosan for metal ions

We first synthesized N‐benzylidene chitosan (CTB) by the reaction of benzaldehyde with chitosan (CTS). Chitosan‐dibenzo‐18‐crown‐6 crown ether bearing Schiff‐base group (CTBD) and chitosan‐dibenzo‐18‐crown‐6 crown ether (CTSD) were prepared by the reaction of 4,4′‐dibromodibenzo‐18‐crown‐6 crown ether with CTB and CTS, respectively. Their structures were confirmed by Fourier transform infrared spectral analysis and X‐ray powder diffraction analysis. These novel crown ether crosslinked CTSs have space net structures with embedded crown ethers and contain the double structures and properties of CTS and crown ethers. They have stronger complexation with and better selectivity for metal ions than corresponding crown ethers and CTS. Moreover, these novel CTS derivatives can be used to separate and preconcentrate heavy or precious metal ions in aqueous environments. From this practical viewpoint, we studied the adsorption and selectivity properties of CTB, CTBD, and CTSD for Ag⁺, Cu²⁺, Pb²⁺, and Ni²⁺. The experimental results showed that CTBD had better adsorption properties and higher selectivity for metal ions than CTSD. For aqueous systems containing Pb²⁺–Ni²⁺ and Pb²⁺–Cu²⁺, the selectivity coefficients of CTSD and CTBD were K/Ni²⁺ = 24.4 and K/Cu²⁺ = 41.4 and K/Ni²⁺ = 35.5 and K/Cu²⁺ = 55.3, respectively. © 2002 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci 84: 29–34, 2002; DOI 10.1002/app.10180     

水杨醛接枝壳聚糖的制备及其吸附性能

以壳聚糖和水杨醛为原料,采用超声波辐射技术制备了水杨醛接枝壳聚糖,并用红外光谱对产物的结构进行了表征,同时研究了接枝壳聚糖的吸附性能.结果表明:采用超声波辐射,大大提高了壳聚糖的接枝反应速度.所制得的水杨醛接枝壳聚糖对Cu2 、Cr6 的吸附容量和吸附速度要大于壳聚糖,在25℃下,其对Cu2 、Cr6 的吸附容量分别达到117.84 mg·g-1和58.14 mg·g-1,并且对Cu2 、Cr6 的吸附在1 h内即可达到饱和.     

香草醛接枝壳聚糖的制备及其吸附性能

以壳聚糖和香草醛为原料,乙醇为溶剂,采用超声波辐射技术制备了香草醛接枝壳聚糖,用红外光谱对产物的结构进行了表征,同时研究了接枝壳聚糖的吸附性能。结果表明:采用超声波辐射法,大大提高了壳聚糖的接枝反应速度,反应2 h时接枝率达到32.85%。香草醛接枝壳聚糖对Cr6+、Cu2+的吸附容量和吸附速度大于壳聚糖。在25℃下,它对Cu2+、Cr6+的吸附容量分别达到145.68 mg/g和56.75 mg/g,并且对Cu2+、Cr6+的吸附在2 h内即可达到饱和。     

聚多巴胺改性双醛壳聚糖的制备及其吸附性能

以壳聚糖(CS)为基材，采用高碘酸钠选择性氧化制备了双醛壳聚糖(DCS)，再通过接枝聚多巴胺(PDA)制得了环保型聚多巴胺/双醛壳聚糖(PDA/DCS)。采用SEM、FTIR、N₂吸附-脱附、XRD对两种改性壳聚糖进行了表征，并测试了其对胭脂红的吸附性能。结果表明，CS被高碘酸钠氧化后引入的活性基团醛基可与PDA产生共价结合，选择性氧化有效提高了DCS和PDA/DCS的吸附效果；与原CS相比，DCS结晶度明显下降，孔隙率和比表面积提高，PDA/DCS呈现较密集的多孔结构。DCS和PDA/DCS对胭脂红的吸附过程均遵循准二级动力学模型和Langmuir等温模型；但与DCS相比，PDA/DCS的吸附速率及吸附量明显提升，当染料初始质量浓度为700 mg/L时，PDA/DCS最大单分子层吸附量可达到1194.4 mg/g，且经过5次循环使用后，其吸附量仍达到616.90 mg/g。     

壳聚糖及其衍生物对重金属吸附性能的研究

壳聚糖分子中含有大量的氨基和羟基,可以进行多种化学改性,得到相应的衍生物。改性前后的壳聚糖对重金属都具有吸附作用,可以作为重金属离子的富集剂。文章综述了近年来壳聚糖及其衍生物在吸附重金属方面的研究进展,对比了不同产品对重金属的吸附容量和选择性,以及它们所适用的条件。文章指出,进一步开发水溶性和螯合能力优良的壳聚糖衍生物是今后研究的方向。     

改性累托石/壳聚糖复合絮凝剂的絮凝机理研究

介绍了铝交联改性累托石的制备方法及处理石化废水的效果。结果表明,质量分数为3%的改性累托石复配絮凝剂对石化废水的COD去除率可达到91.27%。对改性前后的累托石进行的X-衍射及红外光谱分析表明,改性累托石层间距从2.55 nm扩大到了2.66 nm,这是改性累托石复配絮凝剂絮凝效果有效提高的机理所在。