论文部分内容阅读
本文以反相悬浮交联法制备了壳聚糖微球载体（CS）,并偶联染料配体（Cibacron Blue F3GA）,制得了染料亲和吸附剂（CB-CS）。通过扫描电镜对其进行表征,结果表明,该吸附剂粒径均匀,平均粒径在400μm左右,而且表面相当光滑;红外光谱数据证明染料配体的偶联是成功的。为了研究染料亲和吸附剂对水中蛋白的吸附性能,从吸附平衡、吸附动力学及吸附热力学等方面评价了其对牛血清白蛋白（BSA）的吸附特性,讨论了pH、离子强度以及初始浓度对CB-CS树脂的吸附量的影响,最后应用于实际蛋白废水的处理。结果表明,CB-CS树脂吸附BSA符合Langmuir等温式,CB-CS树脂与BSA的解离常数kd为4.83mg·mL-1(7.21×10-5mol·L-1),Kd值在10-4～10-6mol·L-1数量级之间,表明CB-CS树脂对BSA的亲和作用力在中等范围内,容易洗脱。理论饱和吸附量qm为172.41mg·g-1。BSA在CB-CS树脂上的吸附动力学行为符合拟二级速率方程。在不同温度（298.15、303.15、313.15K）下,△H＞0、△S＞0,△G＜0,吸附过程是自发性反应,升温有利于反应的进行。在pH=5.0时,CB-CS树脂对BSA的吸附量达到最大值154.25mg·g-1。随着NaCl浓度的增加,CB-CS树脂对BSA的吸附量显著减小。随着溶液中BSA初始浓度的升高,CB－CS树脂的平衡吸附量逐渐增大,当溶液中BSA初始浓度达到1.5mg·mL-1后,CB－CS树脂的平衡吸附量逐渐趋于平稳,即使再增大溶液中BSA初始浓度,CB－CS树脂的平衡吸附量也不会有明显的增大。对实际蛋白废水的应用表明CB-CS树脂对牛奶场和豆腐厂废水中的蛋白的处理效果明显。为了拓宽CB-CS树脂的应用领域,本文另外研究了其对水中重金属离子的吸附性能。从吸附平衡、吸附动力学以及吸附热力学三个方面评价了其对单一组分的Cu2+、Pb2+和Cd2+的吸附特性,并讨论了pH、重金属离子初始浓度对CB-CS树脂的吸附量的影响。研究了CB-CS树脂对混合的重金属离子的吸附特性,讨论其对重金属离子的吸附选择性。结果表明,在比较高的金属离子浓度下(200～500mg·L-1),CB-CS树脂吸附重金属离子均符合Langmuir等温式;在较低的金属离子浓度下(100mg·L-1),CB-CS树脂吸附重金属离子符合DKR等温式。重金属离子在CB-CS树脂上的吸附动力学行为均符合拟二级速率方程。在不同温度（298.15、308.15、323.15K）下,各重金属离子在CB-CS树脂上的△G＜0,△H＞0,AS＞0,表明CB-CS树脂对各重金属离子的吸附属于自发的吸热过程。溶液的pH和重金属离子初始浓度对会对CB-CS树脂的吸附性能有影响,实验表明CB-CS树脂对重金属离子的平衡吸附量随着pH（2～6）、重金属离子初始浓度的增大而增大,当溶液中重金属离子初始浓度达到200mg·L-1后,CB-CS树脂的平衡吸附量逐渐趋于平稳,即使再增大溶液中重金属离子初始浓度,CB－CS树脂的平衡吸附量也不会有明显的增大。以质量浓度计算时,CB－CS树脂对重金属离子的吸附选择性大小为:Pb2+＞Cu2+＞Cd2+。洗脱实验表明CB－CS树脂的再生性能良好,可以重复使用,稳定性也很好,具有潜在的应用前景,是重金属离子去除的理想吸附剂之一,本研究对于重金属污染物的处理和回收利用具有实际意义。