收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

羟丙基壳聚糖亚铁离子配合物吸附特性的研究

叶盛权  
【摘要】: 壳聚糖(Chitosan)是天然产物甲壳素(Chitin)的脱乙酰基产物,化学名称为1,4-2-氨基-2-脱氧-β-D-葡萄糖。壳聚糖以其独特的生物相容性、无毒、生物活性和物化特性引起人们的重视,在水处理、化工、轻纺、食品和医药等领域有广泛的应用前景。但由于其分子呈紧密的晶态结构,限制了它的应用活性和应用领域。对壳聚糖进行改性是改善其应用性能的有效途径。本研究将磁场和超声波处理等物理场强化技术应用于壳聚糖改性,以加快其反应速度和提高其反应产率,并改善壳聚糖及其衍生物的应用性能,为开发壳聚糖衍生物新型高效水处理剂提供基础研究数据。主要研究内容和结果如下: 一、磁场强化壳聚糖与亚铁离子配合反应的研究 研究磁场强化壳聚糖亚铁离子配合物的合成,主要研究磁场强化壳聚糖与硫酸亚铁铵反应,合成壳聚糖亚铁离子配合物的反应条件。包括磁场强度、磁场处理时间、反应物配比、反应温度、反应体系的pH值、亚铁离子的起始浓度、壳聚糖的用量等。结果表明,采用适当强度的恒磁场(100mT~150mT)能促进壳聚糖亚铁离子配合物的合成,在最佳条件下,反应的瞬时速率可提高23%,产物的离子配合量可提高24%。比较恒磁场处理前后的壳聚糖特性的结果显示,恒磁场不会改变溶液中壳聚糖的粘均分子量和脱乙酰度,产物的分子结构也不会改变。 二、超声场强化壳聚糖醚化反应的研究 将超声波技术引入壳聚糖与环氧丙烷的反应中,研究超声功率、超声处理时间、反应物配比、反应温度、反应体系的pH等对羟丙基壳聚糖的合成反应的影响。结果表明,采用超声波技术能加快羟丙基壳聚糖的合成,可减少环氧丙烷和催化剂的用量。其优化条件为:环氧丙烷、催化剂与壳聚糖的用量比为10ml∶0.8 ml∶1 g,反应温度控制在60℃~70℃,超声处理时间为3 h,超声功率为120W。在此超声强化反应条件下,产品得率和取代度分别提高13.6%和12.9 %。并通过碘仿反应、傅立叶红外光谱和X射线衍射对产物的结构进行了鉴定。 三、磁场强化羟丙基壳聚糖亚铁离子配合物吸附性能的研究 在制备出羟丙基壳聚糖亚铁离子配合物的基础上,引入磁场辅助处理技术,研究恒定磁场作用下羟丙基壳聚糖亚铁离子配合物对Pb(II)、Cu (II)、Cr(VI)三种过渡金属离子的吸附性能。实验结果表明,羟丙基壳聚糖亚铁离子配合物的吸附效果受到磁场强度、溶液pH、金属离子及溶液初始浓度等条件的影响。当磁场感应强度在200 mT~1000 mT范围内,羟丙基壳聚糖亚铁离子配合物对Pb(II)、Cu (II)、Cr(VI)三种过渡金属离子的吸附率和吸附量都随磁场强度增加而增加,并在pH4~pH5间有一个吸附最适值,离子溶液浓度分别应控制在30mg/L~40 mg/L。 四、羟丙基壳聚糖亚铁离子配合物吸附动力学研究 研究磁场作用下壳聚糖及其衍生物对Cr(VI)、Cu (II)、Pb(II)等三种金属离子的吸附动力学。结果表明,壳聚糖及其衍生物的吸附性能依次为:羟丙基壳聚糖亚铁离子羟丙基壳聚糖壳聚糖;它们对三种过渡金属离子的吸附性能次序均为Cu (II) Pb(II) Cr(VI)。用经典等温方程对壳聚糖及其衍生物对Cr(VI)、Cu (II)、Pb(II)的吸附平衡数据进行拟合,显示其吸附行为与Langmuir和Frundlich两种吸附等温方程式均有较好的相关性。研究从动力学角度证明适当的磁场处理对壳聚糖及其衍生物对过渡金属离子吸附性能有明显的强化作用。 五、羟丙基壳聚糖亚铁离子配合物在水处理中应用的研究 配制了壳聚糖衍生物水处理助剂,采用正交试验法研究其软化硬水的优化条件。结果表明:当水处理助剂用量0.5%,在pH10,温度20℃下,反应25min,能较有效地吸附硬水中的钙镁离子,可使水的硬度由265.52 mg/L(以CaCO_3计)下降到98.70 mg/L,钙镁离子除去率可达60%以上。展示壳聚糖作为硬水软化处理剂的应用前景。 对羟丙基壳聚糖亚铁离子配合物吸附铜、铅离子的研究表明:添加量均为1%时,对含铜、铅离子初始浓度分别为1 mg/L、0.1 mg/L的水,吸附30min,其去除率分别达99.8%、78.8%。表明羟丙基壳聚糖亚铁离子配合物可做为吸附重金属离子的新型水处理剂。 利用羟丙基壳聚糖亚铁配合物作为水处理剂结合生物处理方法,对屠宰废水进行处理,取得满意的实用效果。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 杨红丽;王翊如;庄峙厦;王小如;;新型壳聚糖固相微萃取薄膜的研制及性能研究[J];光谱学与光谱分析;2006年01期
2 朱华跃;;壳聚糖膜湿热处理及结构分析[J];台州学院学报;2006年03期
3 马力;郭静;刘蒲;;壳聚糖含磷衍生物的合成、表征及其应用研究[J];化学进展;2010年05期
4 刘燕;莫羡忠;甘春芳;;壳聚糖及其衍生物在生物医药领域的应用研究进展[J];化工技术与开发;2007年01期
5 周永国;杨越冬;侯文龙;于九皋;;化学修饰壳聚糖的血液相容性[J];高分子通报;2008年06期
6 曹晓妹;罗立强;丁亚平;;壳聚糖在生物传感器中的应用进展[J];理化检验(化学分册);2009年07期
7 王学宝;林丹;王贤亲;张园;叶发青;;多孔壳聚糖膜的制备表征及其吸附性能研究[J];广州化工;2010年06期
8 朱华跃,肖玲,刘秀芝,杜予民,徐慧;溶剂处理对壳聚糖及其交联膜性能与结构的影响[J];高分子材料科学与工程;2004年02期
9 李月;朱启忠;张立霞;张迪;张亚龙;;壳聚糖涂膜对无花果的保鲜效应研究[J];安徽农业科学;2008年35期
10 翟秀静,周亚光,何怡江;壳聚糖膜的量子化学计算[J];分子科学学报;1997年02期
11 宋常春,王晓鹏;壳聚糖膜的制备及对植物色素富集作用的研究[J];食品科学;2003年10期
12 郎雪梅,赵建青;壳聚糖超滤膜的孔结构研究[J];华南理工大学学报(自然科学版);2003年11期
13 吴远根;叶丹;邱树毅;王啸;王朝宇;;不同处理的壳聚糖膜力学性能研究[J];食品科学;2005年S1期
14 王征科;吴海若;胡巧玲;沈家骢;;梯度渗透法组装仿木年轮结构壳聚糖棒材[J];浙江大学学报(工学版);2006年11期
15 陶希芹;王明力;司方;;纳米TiO_2/壳聚糖复合膜的制备与性能研究[J];贵州工业大学学报(自然科学版);2008年04期
16 马浩;郑长青;李毅群;;纤维素/壳聚糖复合膜的制备及结构表征[J];纤维素科学与技术;2010年02期
17 宋常春,王晓鹏,杜宇华;壳聚糖膜的制备及对植物色素富集作用的研究[J];安徽技术师范学院学报;2003年04期
18 傅乐峰,郑柏存,沈军;壳聚糖涂膜保鲜香梨的研究[J];食品工业;2005年02期
19 王惠武;董炎明;赵雅青;;甲壳素/壳聚糖接枝共聚反应[J];化学进展;2006年05期
20 王晓东;张宝泉;刘秀凤;;取向TS-1分子筛膜的合成与结构引导机理[J];化工学报;2007年09期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 刘传刚;高林;;两种类型增塑剂对壳聚糖膜性能的影响[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集(第5分册)[C];2010年
2 吴昊;姚珍;;壳聚糖玻璃化转变温度的测定研究[A];“国际化学年在中国”——中国化学会第三届全国热分析动力学与热动力学学术会议暨江苏省第三届热分析技术研讨会论文集[C];2011年
3 郑静;杨俊玲;;壳聚糖液晶的制备及表征[A];“力恒杯”第11届功能性纺织品、纳米技术应用及低碳纺织研讨会论文集[C];2011年
4 吴俊红;王家俊;孙辉;许寅;郭丽;刘亚平;;增塑剂对壳聚糖/羟丙基甲基纤维素共混膜的改性研究[A];第十三届全国包装工程学术会议论文集[C];2010年
5 田京辉;徐建斌;王玮;钱佩佩;曹凯;李晓曼;;吡拉西坦体外透膜释放的研究[A];中国成人医药教育论坛[2010(3)][C];2010年
6 刘伯基;沙宪政;;植入式葡萄糖传感器膜材料组织相容性研究——壳聚糖与Nafion植入的比较[A];中国生物医学工程学会成立30周年纪念大会暨2010中国生物医学工程学会学术大会报告论文[C];2010年
7 贺庆;敖强;公衍道;张秀芳;;不同脱酸方法对壳聚糖膜纳米拓扑结构及细胞相容性的影响[A];第十一次中国生物物理学术大会暨第九届全国会员代表大会摘要集[C];2009年
8 陶希芹;王明力;袁志;王丽娟;;纳米TiO_2—壳聚糖复合膜的功能特性与应用研究[A];2009年中国农业工程学会农产品加工及贮藏工程分会学术年会论文集[C];2009年
9 杜望溯;;壳聚糖应用于拔牙术的探索[A];中华口腔医学会全科口腔医学专业委员会第一次学术年会会议论文集[C];2009年
10 张林;杨立邦;隋淑英;董朝红;路平;;抗菌纤维素/壳聚糖衍生物复合共混膜的制备及性能研究[A];“亚伯”杯2011年第五届全国纺织印染助剂学术交流会论文集[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 钟辉;壳聚糖增强重组腺病毒转导效率及口服免疫效果初步研究[D];北京协和医学院;2009年
2 俞丹;壳聚糖对金属钯的吸附机理研究及在电磁屏蔽用导电织物制备中的应用[D];东华大学;2011年
3 李友良;基于碱性溶剂体系制备壳聚糖新材料的研究[D];浙江大学;2012年
4 方健;壳聚糖基膜材料的制备、性能与结构表征[D];北京林业大学;2013年
5 冯永巍;壳聚糖的化学改性及其衍生物的抑菌活性研究[D];江南大学;2011年
6 程沁园;壳聚糖止血活性及其生物安全性评价研究[D];江南大学;2013年
7 刘鹏;淀粉/聚乳酸/壳聚糖共混抗菌材料制备中若干基础科学问题的研究[D];华南理工大学;2010年
8 林军;诱导型复合壳聚糖骨引导膜的生物学性能评价[D];浙江大学;2011年
9 王丽岩;壳聚糖基活性包装膜的性能及其在食品贮藏中应用的研究[D];吉林大学;2013年
10 王永亮;壳聚糖水凝胶诱导合成纳米Fe_3O_4及同心层状磁性水凝胶构建[D];哈尔滨工业大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 魏现航;壳聚糖在印染废水处理中的应用[D];青岛大学;2010年
2 赵振拴;壳聚糖膜预防膝关节术后粘连的实验研究[D];河北医科大学;2002年
3 李浩;N-琥珀酰壳聚糖的制备及其应用研究[D];浙江大学;2011年
4 涂智峰;壳聚糖透明质酸复合物止血粉在鼻腔止血应用的可行性研究[D];暨南大学;2010年
5 鄂玮;海藻酸钠—壳聚糖生物膜在引导骨再生中的实验研究[D];大连医科大学;2010年
6 赵朋;关节软骨修复用壳聚糖-PEG水凝胶的制备及其性能研究[D];武汉理工大学;2010年
7 卢娟;壳聚糖基药物缓释材料的制备及性能研究[D];西南大学;2011年
8 李爱珍;明胶—壳聚糖可食性复合膜的制备与应用研究[D];山东轻工业学院;2010年
9 吴清华;TGF-β3基因转染MSCs复合壳聚糖的组织工程支架构建的实验研究[D];重庆医科大学;2011年
10 李洁;非穿透性滤过手术联合壳聚糖膜植入的动物实验研究[D];中国人民解放军军医进修学院;2005年
中国重要报纸全文数据库 前1条
1 聂柳慧 韩永生;用壳聚糖膜作保鲜包装材料的研究[N];中国包装报;2011年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978