基于壳聚糖的分子印迹技术研究及应用

分子印迹技术是一种新兴的分子识别技术,该技术可以制备具有特异选择性识别能力的聚合物,凭借其高度的专一性、稳定性以及可重复性等特点,逐渐成为了研究热点。壳聚糖是一种环境友好、来源丰富且可循环再生的天然高分子化合物,其分子结构中的氨基等官能团具有较强的活性,使壳聚糖具有生物降解性、细胞亲和性和生物效应等多种独特的性质,在医学、食品、环保等领域广泛应用。壳聚糖的官能团反应活性强,易进行改性或化学修饰,因此以壳聚糖及其衍生物为功能单体或载体,结合分子印迹技术,易制备具有理想的亲和性和稳定性、高印迹效率、强选择性的新型分子印迹聚合物,从而提高壳聚糖材料的性能,拓宽其应用领域和范围。本文根据近年来国内外学者在壳聚糖分子印迹改性领域的研究进展,对壳聚糖及其衍生物在分子印迹聚合物制备中的作用、分子印迹聚合物制备方法以及常用交联剂的类型进行总结,详细阐述了壳聚糖分子印迹聚合物在重金属污染物处理、生物医学、固相萃取、蛋白质识别、电化学传感器、手性物质分离等方面的应用,分析了壳聚糖分子印迹聚合物在各领域应用的优缺点,并展望了壳聚糖分子印迹技术的发展方向。     

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.     

几种氯酚类污染物吸附剂的研究现状与展望

文章综述了氯酚类废水污染治理中几种吸附材料的研究现状,主要对活性炭、壳聚糖及改性壳聚糖、碳纳米管、微生物类吸附剂及分子印迹吸附剂等在含氯酚类废水中的突出特点和应用进行了分析和论述,指出开发低成本、无污染、选择性高、易分离的高效吸附剂是未来的发展方向。     

改性壳聚糖吸附Cr(Ⅵ)的应用研究进展

Cr(Ⅵ)是一种对生物和人体高度有毒的重金属离子。改性壳聚糖对Cr(Ⅵ)的吸附是去除含Cr(Ⅵ)废水中Cr(Ⅵ)的一种有效方法。壳聚糖通过分子中的氨基和羟基等功能团与Cr(Ⅵ)离子发生吸附作用。通过改性可以提高壳聚糖的物理稳定性和吸附容量等。综述了壳聚糖的化学和复合改性在吸附Cr(Ⅵ)方面的研究进展。     

磁性壳聚糖微球的改性研究进展及其在水处理中的应用

磁性壳聚糖微球(Magnetic chitosan microsphere,MCM)是一种新型吸附材料,具有独特的磁响应特性和良好的吸附性能,以其突出的环保和可控性在生物医学、食品工程和污水处理等许多领域受到高度重视。传统方法制备的MCM存在纳米粒子易溶于酸性溶液、应用范围窄等问题,因此研究者们在其优化改性方面展开了大量工作。本文从磁性纳米粒子改性和壳聚糖改性两个方面详细综述了优化MCM的研究进展,包括磁性纳米粒子的修饰与替换,壳聚糖分子印迹改性、接枝改性、金属螯合改性、烷基化改性等方法。总结了改性后MCM对废水中重金属离子、印染废料中阴阳离子染料的吸附情况和去除效果。最后讨论了改性MCM面临的问题与挑战,展望了其未来发展趋势,提出了进一步提高改性MCM应用效率的方法和设想。     

壳聚糖膜性能的改善方法及在可食膜上的进展

本文介绍了共混改性、自身改性、特殊处理等一些改善壳聚糖膜性能的方法,并阐述了壳聚糖在果蔬的可食性涂膜保鲜和可食性食品包装膜上的研究进展,以及壳聚糖膜今后的发展方向。     

壳聚糖及其衍生物的絮凝性、螯合性及抑菌性在水处理中的研究进展

天然高分子壳聚糖及其衍生物具有无毒、易生物降解、无二次污染以及良好的生物相容性等优点,在食品、医药、化工、农业等众多领域具有极高的应用价值。综述了壳聚糖及其衍生物的絮凝性,螯合性及抑菌性在水处理方面的研究进展,为其在水处理中的实际应用提供参考与借鉴。     

纤维素和壳聚糖共混吸水材料的研究与发展

共混是提高材料性能的一种有效、方便的方法,结合近年来关于吸水材料的发展,综述了国内外关于纤维素/壳聚糖共混吸水材料的分类和制备工艺。介绍了其共混的种类有纤维素/壳聚糖共混体系、改性纤维素/壳聚糖共混体系、纤维素/改性壳聚糖共混体系、改性纤维素/改性壳聚糖共混体系。还从物理法和化学法两个方面综述了纤维素/壳聚糖共混吸水材料的制备。     

GO/CS的结构、性能及其在水处理中的应用研究进展

随着现代工业的快速发展,因危险化学品泄漏和溢出造成的水污染已引起全球关注.含重金属、合成染料、芳香族有机物的废水将造成严重的环境、健康和安全问题.吸附法是最经济、快速、有效的水处理方法之一.传统吸附材料(如活性炭、高岭土、聚吡咯等)对某种类型的污染物表现出高去除能力,但对其他类型污染物的去除效率较低,且存在吸附量小、物理力学性能差、可回收性差等缺点,使吸附技术面临巨大的难题和挑战.近年来,石墨烯的研究热潮推动了吸附材料的高速发展,石墨烯优越的性能使氧化石墨烯/壳聚糖(GO/CS)成为备受关注的研究热点之一.比表面积大、活性位点多的GO/CS在吸附性能方面展现出了巨大的潜力.与传统吸附材料不同的是,GO/CS物理力学性能和化学稳定性更高,并可通过结构设计(如石墨烯氧化程度的调整、氧化石墨烯和壳聚糖的改性、交联等)来改善其吸附效果.石墨烯氧化程度的增加有助于提升氧化石墨烯与壳聚糖的相容性和其与被吸附物的静电作用、氢键作用,还原程度的增加则有利于提升π-π相互作用;氧化石墨烯、壳聚糖的改性可改变复合材料表面的电荷性质,有利于吸附性能的提升;交联则有利于提升氧化石墨烯与壳聚糖的相容性,并在一定程度上增强与目标分子或离子的相互作用.GO/CS的结构决定其稳定性,还原程度的增加和交联有助于降低GO/CS的溶胀性并提升其物理力学性能.本文简要介绍了GO/CS的制备方法,探讨了结构控制与GO/CS吸附性能的关系,详细介绍了氧化石墨烯氧化程度的调整、氧化石墨烯和壳聚糖的改性、交联对吸附性能的影响,并对GO/CS的溶胀性和物理力学性能进行了分析,展望了其在水处理领域面临的机遇与挑战.     

新型水处理剂改性膨润土在水处理中的应用研究进展

新型水处理剂膨润土及其改性膨润土在水处理的应用研究方面日益广泛,本文综述了其在去除废污水中的重金属、有机污染物、放射性废物、病毒、农药以及在除油、除臭、除色等方面的应用研究进展,表明了其在水处理方面的应用潜力巨大,值得进一步深入研究和开发.     

壳聚糖在水处理中的应用进展

壳聚糖及其衍生物具有其它人工合成絮凝剂无法比拟的安全无毒、对环境友好等诸多优点,可以去除水中颗粒状和溶解性污染物,在水处理中有着广泛的应用。天然高分子聚合物壳聚糖可以处理含重金属离子的工业废水,还可以用于纺织、食品加工、炼油废水的絮凝处理,环境效益显著。对国内外近年来壳聚糖及其衍生物作为絮凝剂和吸附剂在水处理中的应用进行了综述,并探讨了壳聚糖作为绿色水处理剂的未来发展方向。     

浅谈壳聚糖及壳聚糖膜

介绍了壳聚糖膜的成膜机理,以壳聚糖的结构和性质为基础,总结了壳聚糖膜的制备方法。其中关于化学改性方面主要介绍了酰化反应、烷基化反应、酯化改性、醚化反应、羧甲基化反应、季铵化反应等。用以下几种指标来表征壳聚糖膜的特征,包括机械性能、气体选择渗透性和阻湿性、润湿性能、抑菌性、可食用性与安全性等因素。最后,重点介绍了壳聚糖膜在果蔬保鲜方面的应用,为壳聚糖膜的发展指明了一定的方向。     

改性壳聚糖磁性纳米材料的研究进展

将壳聚糖改性与磁性材料复合制备得到的改性壳聚糖磁性纳米材料,保留了壳聚糖与金属离子极强螯合能力的特性,并具备较好的再生性,极大扩展了壳聚糖的应用前景.本论文重点介绍了改性壳聚糖磁性纳米材料的制备方法,以及在废水处理、活性物质的固定化、医药医疗等应用领域的最新研究与应用进展,以期对壳聚糖资源的开发利用提供一定的理论支撑.     

改性壳聚糖吸附Cr(Ⅵ)的研究进展

壳聚糖是一种来源丰富、无毒无害的天然吸附材料,对污水中Cr(Ⅵ)有较好的吸附效果。介绍了Cr(Ⅵ)在水溶液中的存在形式、分析了壳聚糖吸附Cr(Ⅵ)的机理,综述了化学改性和复合改性两类壳聚糖的研究进展。详细介绍了交联改性壳聚糖、接枝改性壳聚糖、有机材料复合改性壳聚糖、磁性材料改性壳聚糖、复合载体材料改性壳聚糖的结构、活性官能团类别、吸附原理和应用。最后对改性壳聚糖的新材料研发、制备工艺优化、应用拓展等研究方向进行了展望。     

埃洛石纳米管及其复合材料在水处理中的应用研究进展

简述了埃洛石纳米管(HNTs)的结构特点,综述了HNTs及其改性和复合材料在吸附废水污染物中的应用进展,并对HNTs用于水处理目前存在的问题以及今后的发展方向进行了总结。     

用于处理放射性废水的丙烯酰胺改性壳聚糖制备工艺研究

为获得吸附性能强的改性壳聚糖,采用丙烯酰胺自由基引发侧链接枝方法对壳聚糖进行改性,考察了引发剂种类、引发剂和壳聚糖质量比、丙烯酰胺和壳聚糖质量比、反应温度、反应时间、搅拌速率以及析出溶剂对改性壳聚糖产物收率及吸附性能的影响,在此基础上开展了正交试验和后续的验证实验。结果表明:在氮气保护、改性剂丙烯酰胺与壳聚糖质量比为7、引发剂硝酸铈铵与壳聚糖质量比为0.1、反应温度45℃、反应时间150min、搅拌速率400r/min条件下、在丙酮中析出并真空干燥的改性壳聚糖对Co~(2+)离子的吸附容量为16.42mg/g,较未改性前提高了约64.53%。     

羧基壳聚糖酰胺接枝丝素材料的结构及性能EI北大核心CSCD

通过HNO_3/H_3PO_4-NaNO_2体系选择性氧化制备了不同羧基度的氧化壳聚糖,研究了羧基壳聚糖接枝条件对丝素织物接枝率和服用性能的影响,利用红外光谱、扫描电镜、差示扫描量热对酰胺改性丝素纤维的分子结构进行了表征。结果表明,氧化壳聚糖羧基度和质量分数分别为45.46%与2%,接枝反应时间为2 h时,丝素织物接枝率达到9.26%。羧基壳聚糖通过酰胺化学键交联在丝素纤维表面,改性丝素的热稳定性提高。羧基壳聚糖接枝丝素织物的拉伸强度略有降低,改性丝素织物的白度下降46.70%,而折皱回复角提升61.74%,毛细效应增加39.21%,且在改性丝素分子中引入了羧基壳聚糖的聚阳离子氨基,9.26%接枝率的改性丝素对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑菌率分别为99.65%和94.59%,具有较高的抗菌活性。     

改性壳聚糖对重金属离子的吸附研究和应用进展

壳聚糖是一种来源广泛、无毒、易降解的天然高分子材料,其分子中的羟基和氨基等功能团能形成活泼的界面,可以与重金属离子进行螯合,发生吸附作用;通过对壳聚糖进行适当的改性,可以提高壳聚糖的物理稳定性,选择吸附性.综述了采用交联、交联模板、羧甲基化、Schiff碱化、含氮、硫、磷等杂原子等方法对壳聚糖进行改性及其对重金属离子吸附的研究和应用进展.     

以壳聚糖为基础的料在水处理中的应用

壳聚糖作为一太热门资源已经在许多方面进行各种应用,本文对壳聚糖在水处理中的应用做出简单概述,分析了其机理和不足,对其进行展望。     

羧基壳聚糖酰胺接枝丝素材料的结构及性能

通过HNO_3/H_3PO_4-NaNO_2体系选择性氧化制备了不同羧基度的氧化壳聚糖,研究了羧基壳聚糖接枝条件对丝素织物接枝率和服用性能的影响,利用红外光谱、扫描电镜、差示扫描量热对酰胺改性丝素纤维的分子结构进行了表征。结果表明,氧化壳聚糖羧基度和质量分数分别为45.46%与2%,接枝反应时间为2 h时,丝素织物接枝率达到9.26%。羧基壳聚糖通过酰胺化学键交联在丝素纤维表面,改性丝素的热稳定性提高。羧基壳聚糖接枝丝素织物的拉伸强度略有降低,改性丝素织物的白度下降46.70%,而折皱回复角提升61.74%,毛细效应增加39.21%,且在改性丝素分子中引入了羧基壳聚糖的聚阳离子氨基,9.26%接枝率的改性丝素对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑菌率分别为99.65%和94.59%,具有较高的抗菌活性。