洪爱真[1]2003年在《胺基化壳聚糖微球吸附阴离子偶氮染料的研究》文中研究指明本文采用反相悬浮聚合法制备壳聚糖微球，再对其进行化学改性，在壳聚糖微球的分子结构中引入了胺基，使其结构中的胺基含量上升，碱性增强，成为新型壳聚糖胺基衍生物。然后，从吸附平衡和吸附动力学两个方面评价了胺基化壳聚糖微球吸附剂的基本性质并探讨了其吸附叁种阴离子偶氮染料的机理及吸附模型。结果表明，胺基化壳聚糖微球吸附叁种阴离子偶氮染料符合兰谬尔(Langmuir)等温式，吸附过程遵循二级速率吸附模型，同时伴随着粒子内的扩散作用。最后将胺基化壳聚糖微球与活性炭的吸附性能进行了对比，结果表明胺基化壳聚糖微球作为吸附剂处理阴离子偶氮染料废水与活性炭相比，具有饱和吸附容量大、吸附速度快、易分离、可再生、不会造成二次污染等优点，能克服传统吸附剂处理染料废水的缺陷，是一种很有开发应用前景的新型阴离子偶氮染料废水吸附剂。
赵世鹏[2]2017年在《胺基化交联壳聚糖微球的制备及其对酸性偶氮染料吸附性能的研究》文中研究指明酸性偶氮染料因其合成工艺简单、成本低廉、染色性能突出等优点,广泛用于各种纤维、油漆、塑料、橡胶等的着色。但其具有生物毒性、化学性质稳定和组分复杂等特点,给染料废水的无害化处理带来很大的困难。吸附法是染料废水处理中最常用的方法之一。壳聚糖分子结构中含有大量游离的氨基和羟基,对酸性偶氮染料分子有良好的吸附性能。但壳聚糖作为吸附剂对酸性染料废水进行处理时,易溶解在酸性溶液中。为了提高壳聚糖的耐酸性和吸附性能,本文制备出了乙二胺丙酰化交联壳聚糖微球(EAGCS)、聚乙烯亚胺改性交联壳聚糖微球(PEI-GCS)和超支化聚酰胺胺改性交联壳聚糖微球(HPAMAM-GCS)叁种胺基化交联壳聚糖微球吸附剂,系统研究了这叁种吸附剂对模拟染料废水中甲基橙和酸性铬蓝K的吸附性能,取得以下研究结果。(1)以丙烯酰氯作为桥连剂,采用乙二胺和聚乙烯亚胺对交联壳聚糖微球(GCS)进行改性,制备得到EAGCS和PEI-GCS。傅里叶变换红外光谱(FTIR)和X射线光电子能谱(XPS)证实了EAGCS和PEI-GCS的结构与预期设计相符,扫描电子显微镜(SEM)显示制得的微球外观形貌为均匀的球形。(2)以甲基橙(MO)和酸性铬蓝K(ACB-K)溶液为模拟染料废水,系统考察溶液pH值、温度、初始浓度和吸附剂用量对吸附的影响。结果表明,EAGCS和PEI-GCS对甲基橙MO的吸附容量分别为545.40 mg·g-1和622.27 mg·g-1,对酸性铬蓝K ACB-K的吸附容量分别为439.18 mg·g-1和509.76 mg·g-1;EAGCS、PEI-GCS对MO、ACB-K的等温吸附模型可以用Langmuir吸附方程和Freundlich吸附方程来描述;吸附动力学符合二级速率方程。(3)以乙二胺(EDA)和N,N’-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为原料合成了超支化聚酰胺胺(HPAMAM),其结构得到FT-IR、1H NMR和13C NMR的确认;凝胶渗透色谱(GPC)结果表明,在最佳条件下制备的HPAMAM的重均分子量及其多分散指数分别为1.5x104 g·mol-1和5.79;采用HPAMAM对GCS进行改性,制备得到HPAMAM-GCS,FT-IR和XPS的分析结果表明HPAMAM成功引入到了GCS。在吸附实验中,GCS、EAGCS、PEI-GCS和HPAMAM-GCS四种吸附剂对MO和ACB-K的吸附容量次序为:HPAMAM-GCS>PEI-GCS>EAGCS>GCS。
张海真[3]2008年在《磁性壳聚糖微球的改性表征及吸附行为研究》文中研究表明壳聚糖分子中含有大量氨基,容易结合溶液中的H+而被质子化,它对许多无机酸、有机酸及酸性化合物有良好的吸附性能,但是壳聚糖易溶于酸性溶液,作为吸附剂的应用受到了限制。本文对壳聚糖的结构特性、改性研究现状以及实际应用进行了充分的文献调研,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,合成了磁性壳聚糖微球(MCTS),研究了它对叁种酸性植物激素的吸附行为;在异丙醇介质中以高氯酸为催化剂,用环氧氯丙烷活化,在磁性微球表面引入羟丙基氯基团,制备成羟丙基氯磁性微球(ECH-MCTS),再将乙二胺接枝到微球表面,合成了胺化磁性壳聚糖微球(EN-MCTS);研究对比了改性前后叁种磁性壳聚糖微球对阴离子染料酸性桃红B(AR)、活性艳蓝X-BR(RBB)及酸性品红(FA)的吸附性能,并对吸附过程的热力学和动力学以及吸附机理进行了讨论。将壳聚糖粉末制备成磁性壳聚糖树脂,在外加磁力的作用下,易实现介质分离,大大拓展了壳聚糖的应用范围。主要研究工作和结果如下:1.磁性壳聚糖微球的合成与表征。考察了交联剂戊二醛的用量对微球形貌的影响。光学显微镜表明,交联剂加入量增加,微球成球率提高,但是随交联剂浓度的提高,形成的微球粘结状况加剧,并且对植物激素脱落酸的吸附效果也随之变差。说明过多的交联剂占据了壳聚糖表面的活性位点-NH2,导致吸附量下降。当壳聚糖用量为0.5g,戊二醛浓度为7%时,合成的磁性微球分散性能较好,粒径分布较均匀。用扫描电子显微镜(SEM)及透射电镜(TEM)观察微球的形貌和粒径,球形规则,表面光滑,微球粒径3~5μm;用傅立叶红外光谱仪(FT-IR)、X射线粉末衍射仪(XRD)、差示扫描量热仪(DSC)及热重法(TG)研究了其物质结构及性质的变化,解析结果表明,反尖晶石型晶体结构的Fe3O4纳米粒子被包裹在微球内,含量为10.9%;合成的磁性壳聚糖微球较壳聚糖本体的热稳定性有所降低,但是225℃以前热稳定性高。2.磁性壳聚糖微球对酸性植物激素的吸附行为及作用机理将磁性壳聚糖微球用于吸附植物激素脱落酸(ABA)、赤霉酸(GA3)、吲哚乙酸(IAA)。用静态吸附法研究了吸附剂用量、溶液酸度、离子强度、吸附时间以及叁种植物激素初始浓度对吸附率的影响,优化了吸附条件。将实验数据用动力学的准一级方程和准二级方程,以及吸附等温方程Langmuir和Freundlich模型拟合,探讨了MCTS对叁种植物激素的吸附机理。实验结果表明,吸附剂用量为1.25 g L-1比较适宜。该吸附剂在20min内对ABA(c0 = 32.28mg L-1)、IAA(c0 = 43.80mg L-1)、GA3(c0 = 200.0mg L-1)的吸附率达到最高,最大吸附率分别为89%、93%、81%。而且,该磁性微球的吸附性能受溶液酸度,溶液离子强度的影响较大,这是因为吸附起主要作用的是―NH2,pH低时,氨基质子化,与ABA、IAA、GA3离解生成的酸根离子发生正负离子的结合,完成吸附过程。pH升高,不利于―NH2质子化,pH太低不利于ABA、IAA、GA3的离解,都会导致吸附性能下降;而溶液离子强度的增加,使ABA、IAA、GA3处于更多的离子氛围,与活性位点结合的空间阻碍和静电斥力作用增加,盐离子也阻碍氨基与植物激素的结合使吸附率下降。上述方程拟合结果显示,叁种植物激素的吸附过程更符合准二级动力学方程,表明此吸附过程主要受化学吸附控制。对ABA、GA3的吸附倾向于Langmuir等温模型,证明此类吸附主要是单分子层吸附。并且0.1 mol L-1 NaCl可将吸附剂再生,用Tris-HCl平衡后循环使用五次的吸附率仅下降5%,说明该磁性壳聚糖微球可重复使用。3.改性磁性壳聚糖微球的制备与表征壳聚糖的碱性与其吸附效果密切相关,交联后的壳聚糖微球碱性变弱,吸附容量降低,因此制备了两种改性微球:①用环氧氯丙烷活化磁性壳聚糖微球制得ECH-MCTS,②用乙二胺接枝于微球表面得到了新型胺化磁性壳聚糖微球EN-MCTS。滴定法测定了产物表面的氨基含量,用FT-IR、XRD和TG研究了ECH-MCTS及EN-MCTS结构及性质的变化。结果表明,ECH-MCTS的氨基含量明显下降,表明环氧氯丙烷可能同时与壳聚糖上的氨基和羟基反应;而EN-MCTS的氨基含量比MCTS高一倍多,并且EN-MCTS的碱性增强,有效提高了它的吸附能力;两种改性磁性微球也是以无定形体存在的非晶态材料,其内包裹的Fe3O4晶体结构未变,含量也无显着变化,并保持了良好的磁性相分离性能。4.叁种磁性壳聚糖微球对阴离子染料的吸附行为及作用机理研究了MCTS、ECH-MCTS、EN-MCTS对AR、RBB、FA叁种阴离子染料的吸附行为。考察了吸附时间、溶液酸度和温度对吸附的影响。实验结果表明,当AR和FA浓度分别为0.50和0.80 mmol L-1,吸附剂用量分别为0.5g L-1和0.8g L-1时,EN-MCTS在60min内对二者的吸附率达95%以上;当RBB初始浓度为0.30 mmol L-1,叁种吸附剂用量为0.8g L-1时,4h内达吸附平衡,MCTS对RBB的吸附率达98%以上,吸附时间以5 h为宜。随着染料浓度的增加,叁种吸附剂对染料的吸附容量增大,叁种染料的吸附,随着溶液pH的增大,吸附率均呈下降趋势,但MCTS比ECH-MCTS、EN-MCTS受到酸度的影响要大。实验数据用动力学方程和吸附等温模型拟合,结果表明,叁种磁性微球对于阴离子染料的吸附符合准二级动力学方程和Langmuir吸附等温模型,表明它们对叁种阴离子染料的吸附是单分子层形式的化学吸附过程。用0.5mol L-1 NaOH+ 2 mol L-1NaCl(体积比1:1)再生处理吸附剂,再次最高吸附率均>95%。
陈志华, 陈盛[4]2004年在《胺基化壳聚糖微球上染料的吸附平衡和动力学》文中研究说明采用胺基化壳聚糖微球作为吸附剂,对叁种阴离子偶氮染料——甲基橙MO[MethylOrange],活性艳红RR2[ReactiveRed2]和直接黑DB19[DirectBlack19]进行吸附,对此过程的吸附平衡和吸附动力学进行了研究。结果表明,叁种染料的吸附体系是以物理吸附为主,兼有化学吸附,属多层吸附;二级速率方程描述叁种染料在胺基化壳聚糖微球上的吸附行为比较贴切。
侯杰[5]2009年在《叁种壳聚糖对海水溴离子的吸附性能研究》文中研究说明溴素是重要的化工原料之一,溴素及其衍生的溴化物在国民经济和科技发展中有着特殊的价值。海水中溴的浓度过低限制了直接采用现有生产技术制备溴素,因此,需要通过吸附方法对海水的溴进行浓缩。本研究以叁种壳聚糖为吸附剂,研究了它们对海水中Br~-的吸附性能,并分析了海水溴素预浓缩的可行性。研究中,首先对文献报道较多的海水中Br~-动态分光光度测定法和H_2O_2氧化——萃取光度测定法进行了比较。从测定结果的准确性、操作的难易程度以及避免使用CCl_4等有毒化学品方面考虑,采用动态分光光度法优于H_2O_2氧化——萃取光度法。以壳聚糖作为吸附剂进行Br~-浓度100mg·L~(-1)水溶液的静态吸附试验,探讨了壳聚糖的脱乙酰度、搅拌时间、吸附剂用量、pH值、温度对Br~-吸附性能的影响,由此得到壳聚糖对Br~-的最佳吸附条件为:脱乙酰度95%,壳聚糖与水溶液的质量体积比为10g·L~(-1),搅拌时间20min,溶液pH值为6.0,吸附温度为20℃。在此基础上,根据吸附等温线确定吸附过程较符合Langmuir吸附等温线,在优化的吸附条件下,壳聚糖对人工配制的含溴溶液(100mg·L~(-1))和海水样品(53.54mg·L~(-1))的吸附率分别为17.20%和13.75%,壳聚糖对人工配制的含溴溶液中Br~-的最大吸附容量为2.954 mg·g~(-1)。随后,通过正交试验对硝酸镧改性壳聚糖的制备过程进行优化,并以其作为吸附剂,研究了吸附剂用量,时间,溶液pH,温度对人工配制的含溴溶液(100mg·L~(-1))中Br~-吸附性能的影响,以优化吸附条件,在此基础上确定吸附容量和吸附类型,并对其吸附海水样品Br~-的效果检验。最后研究了海水共存阴离子和离子强度对硝酸镧改性壳聚糖吸附Br~-的影响。结果表明,制备硝酸镧改性壳聚糖的最优条件为:壳聚糖脱乙酰度为85%,壳聚糖用量为0.4g,硝酸镧用量为2g(即壳聚糖与硝酸镧的质量比为1:5),搅拌时间为8h。硝酸镧改性壳聚糖对Br~-的最佳吸附条件为:吸附剂与水溶液的质量体积比为20g·L~(-1),搅拌时间20min,溶液pH值为5.0,吸附温度根据实际情况可选择10℃~20℃。这种改性壳聚糖对淡水中Br~-的吸附过程采用Langmuir等温线和Freundlich等温线描述均可。对人工配制的含溴溶液(100mg·L~(-1))和海水样品(53.54mg·L~(-1))中Br~-的吸附率分别为67.78%和24.99%,对人工配制的溶液中Br~-的最大吸附容量为8.396mg·g~(-1)。海水中大量的Cl-、SO42-及其高离子强度对硝酸镧改性壳聚糖吸附Br~-有显着影响。其中,海水的高离子强度导致镧离子脱落,使吸附剂结合Br~-的位点减少,导致硝酸镧改性壳聚糖对Br~-的吸附量大大降低。基于上述问题,考虑采用交联法对硝酸镧改性壳聚糖进行处理,制备负载硝酸镧的改性壳聚糖微球。通过交联处理,吸附剂上的结合镧离子的位点增加,吸附效率提高。通过正交试验对微球制备过程进行优化,并研究了吸附剂用量、时间、溶液pH值、温度对微球吸附海水Br~-的影响,由此得到最佳吸附条件,确定吸附容量和吸附类型。结果表明,制备负载硝酸镧的改性壳聚糖微球的最优条件为:在100ml 2%的乙酸溶液中溶解2g壳聚糖,将混合液滴入多聚磷酸钠浓度为1g·L~(-1)的溶液中,交联成球;将微球用双蒸水清洗至中性,置于50ml 1mol·L~(-1)的氢氧化钠溶液和0.1ml环氧氯丙烷的混合液中,于70℃下交联2h;双蒸水再次清洗至中性后,加入50ml La3+浓度为0.25 mol·L~(-1)溶液反应10h,清洗后冷冻干燥。负载硝酸镧的改性壳聚糖微球对海水Br~-的最佳吸附条件为:吸附剂与海水样品的质量体积比为8g·L~(-1),搅拌时间40min,溶液pH值为7.0,吸附温度根据实际情况可选择10℃~20℃。负载硝酸镧的改性壳聚糖微球吸附海水Br~-过程符合Langmuir等温线。微球对海水Br~-的吸附率为32.53%,最大吸附容量为2.3403 mg·g~(-1)。通过红外光谱分析可知,与前两种吸附剂相比,微球在1083.7cm~(-1)处-C-O伸缩振动特征峰显示出更为宽大的吸收峰,主要因为微球交联后仲羟基数量增加,配位的镧离子数量增多,有利于提高微球对海水Br~-的吸附率。利用壳聚糖吸附海水溴素的研究还处于初级阶段,国内外相关文献还未见相关报道。本研究对叁种壳聚糖吸附海水Br~-的性能进行了探索。结果表明:叁种吸附剂对海水Br~-有一定的吸附作用,其中负载硝酸镧的改性壳聚糖微球对海水Br~-的吸附效果最好,在浓缩海水溴素方面,展现出一定的应用前景。
参考文献：
[1]. 胺基化壳聚糖微球吸附阴离子偶氮染料的研究[D]. 洪爱真. 福建师范大学. 2003
[2]. 胺基化交联壳聚糖微球的制备及其对酸性偶氮染料吸附性能的研究[D]. 赵世鹏. 华南理工大学. 2017
[3]. 磁性壳聚糖微球的改性表征及吸附行为研究[D]. 张海真. 中南民族大学. 2008
[4]. 胺基化壳聚糖微球上染料的吸附平衡和动力学[J]. 陈志华, 陈盛. 广州化学. 2004
[5]. 叁种壳聚糖对海水溴离子的吸附性能研究[D]. 侯杰. 中国海洋大学. 2009
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