论文部分内容阅读
壳聚精来源丰富、价格低廉、可以生物降解，是环境友好型材料。近年来，壳聚糖及其衍生物作为吸附剂的研究，受到了越来越多的关注。壳聚糖作为吸附剂，有良好的吸附性能，但是它耐酸性较差、吸附量低等限制了它的进一步推广应用。
本文以壳聚糖为原料，合成成新型吸附剂，并对它们的合成条件及吸附性能做了研究。首先，利用壳聚糖与丙酮酸反应，再用NaBH4还原，制备出丙酮酸壳聚糖(PCTS)，采用红外光谱、场发射扫描电镜、XRD及元素分析仪对其结构进行表征。实验结果表明，PCTS最佳工艺条件为：反应时间4.5h，反应体系pH值为4.5，丙酮酸与壳聚糖上氨基摩尔比为2:1，取代度为90.6％。在pH值为4.66，0.17g/LPCTS对30mL10mg/L的Cu2+的吸附平衡时间为1h，最大的吸附量为59.69mg/g；在pH值为5.45，0.17g/L PCTS对30mL10mg/L的Pb2+的吸附平衡时间为2h，最大的吸附量为27.12mg/g；在pH值为7.91，0.17g/L PCTS对30mL10mg/L的Cd2+的吸附平衡时间为1.5h，最大的吸附量为15.91mg/g。以环氧氯丙烷为交联剂，丙酮酸壳聚糖PCTS的基础上进行交联反应，得到交联产物(PCTSO)，并接枝二乙烯三胺，生成二乙烯三胺交联接枝壳聚糖(CPCTS)。采用红外光谱、场发射扫描电镜、XRD及元素分析仪对其结构进行表征。实验结果表明CPCTS最佳工艺条件为：二乙烯三胺和PCTSO物料比为2:1，反应温度70℃，NaOH浓度为5.5 mol/L，反应时间5h，氮含量为7.6％以上。在pH值为5.51，0.04g/L CPCTS对50mL10mg/L的Cu2+的吸附平衡时间为4h，最大的吸附量为181.12mg/g；在pH值为5.54，0.04g/L CPCTS对50mL10mg/L的Pb2+的吸附平衡时间为3h，最大的吸附量为158.73mg/g；在pH值为8.71，0.04g/L CPCTS对50mL10mg/L的Cd2+的吸附平衡时间为5h，最大的吸附量为180.81mg/g。对CPCTS吸附做重复使用实验，实验表明，CPCTS有良好的重复实用性，在重复五次吸附之后，对铅离子和镉离子去除率仍能达到95％以上，对铜离子的去除率达到85％以上。