【摘 要】
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本文首先以微晶纤维素、壳聚糖、羧甲基纤维素作为主要原料,1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)-碳二亚胺盐酸盐(EDC)/N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)为交联剂,无水硫酸钠为致孔剂,制备了一种纤维素/壳聚糖基(MCC/CS)复合海绵。考察了不同种类及不同量致孔剂(无水硫酸钠、聚乙烯醇)、不同量交联剂(EDC/NHS)、不同微晶纤维素与壳聚糖比例等条件对海绵成型的影响,最终确定了海绵的成型条件,即1g壳聚糖
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本文首先以微晶纤维素、壳聚糖、羧甲基纤维素作为主要原料,1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)-碳二亚胺盐酸盐(EDC)/N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)为交联剂,无水硫酸钠为致孔剂,制备了一种纤维素/壳聚糖基(MCC/CS)复合海绵。考察了不同种类及不同量致孔剂(无水硫酸钠、聚乙烯醇)、不同量交联剂(EDC/NHS)、不同微晶纤维素与壳聚糖比例等条件对海绵成型的影响,最终确定了海绵的成型条件,即1g壳聚糖(溶于50 m L 1%醋酸)与30 m L纤维素悬浮液(1.5 g微晶纤维素溶于Na OH/尿素/水=7 g/13 g/180 g的溶液体系中),10 m L羧甲基纤维素溶液(由2 g羧甲基纤维素与50 m L去离子水制备),0.6 g无水硫酸钠,EDC/NHS各0.12g。通过红外光谱、XPS、扫描电子显微镜等手段对MCC/CS复合海绵进行了表征,测试了海绵的孔隙率,最佳孔隙率为88.97%。为了进一步提高海绵材料的表面官能团,增加其吸附位点,我们以荧光碳点为氢键交联的方式制备了另一种复合海绵,即首先以柠檬酸与N-(2-羟乙基)-乙二胺为原料,通过水热法合成了氮掺杂碳点CA-CDs,然后与微晶纤维素和壳聚糖溶液进行混合,无需加入交联剂、致孔剂,制备了一种新型纤维素/壳聚糖/CA-CDs(MCC/CS/CA-CDs)复合海绵。通过XPS、透射电子显微镜(TEM)、红外光谱、紫外光谱、荧光光谱等手段对CA-CDs进行了表征。通过红外光谱、XPS、扫描电子显微镜等手段对MCC/CS/CA-CDs复合海绵进行了表征,结果表明碳点成功的与纤维素、壳聚糖交联成复合海绵,最佳孔隙率为90%。将合成的两种复合海绵应用于染料吸附中,从甲基蓝、亚甲基蓝、结晶紫、罗丹明B四种染料中筛选出吸附效果最佳的甲基蓝,并以紫外光谱测试其吸光度标准曲线及吸附量/吸附率,通过吸附动力学与吸附等温模型等研究其吸附行为。结果表明,MCC/CS复合海绵与MCC/CS/CA-CDs复合海绵对甲基蓝均有出色的吸附性能,其中MCC/CS复合海绵的最大吸附量可达270.4 mg/g,在吸附时间仅2h就几乎达到了最大吸附量,吸附行为符合准一级动力学方程与Langmuir等温模型,属于单分子层化学吸附。MCC/CS/CA-CDs复合海绵的最大吸附量可达306.8 mg/g,在吸附时间2.5h时几乎达到了最大吸附量,且吸附行为符合准一级动力学方程,等温模型同时符合Langmuir与Freundlich模型,属于单分子层化学吸附。
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