微波辐射下印迹交联壳聚糖吸附剂的制备及吸附性能研究

发布时间：2018-10-21 20:04

【摘要】：本文以重金属离子(Cu(II)、Au(III))为印迹离子,以壳聚糖为原料,采用不同的交联剂,在微波辐射下制备出了新型印迹交联壳聚糖吸附剂,研究了其最优制备条件和吸附条件,并进一步进行了吸附热力学和吸附动力学的研究。具体的研究内容及结果如下:1.微波辐射下Cu(Ⅱ)离子印迹交联壳聚糖吸附剂的制备采用Cu(II)离子为印迹离子,以壳聚糖为原料,甲醛为氨基保护剂,环氧氯丙烷为交联剂,采用滴碱成球工艺,通过微波法制备出新型壳聚糖吸附剂,考察了操作条件对制备树脂性能的影响。结果表明,壳聚糖浓度、甲醛用量、环氧氯丙烷用量用量、微波反应时间和酸处理条件对树脂的吸附性能的影响较大。当制备条件为壳聚糖浓度6%、甲醛17.4ml、环氧氯丙烷8.76ml、微波反应时间6min、酸化时间10h、酸化温度70℃,所得印迹交联壳聚糖微球对Cu(Ⅱ)离子的吸附容量可达到0.945mmol/g。2.Cu(Ⅱ)离子印迹交联壳聚糖微球吸附剂的吸附特性采用制备的Cu(Ⅱ)离子印迹交联壳聚糖吸附剂对Cu(Ⅱ)离子的吸附性能进行研究。结果表明,Cu(Ⅱ)离子印迹交联壳聚糖吸附剂在低浓度Cu(Ⅱ)离子溶液中最佳吸附p H值为6;9h能够达到吸附平衡;温度越高,Cu(Ⅱ)离子初始浓度越大,吸附剂的吸附量越大;吸附剂添加量越大,单位质量吸附剂的吸附量越少。吸附热力学研究结果表明:温度越高,吸附量越大,说明Cu(Ⅱ)离子印迹交联壳聚糖吸附剂对Cu(Ⅱ)离子的吸附过程为吸热过程。在所分析的四个模型中,Freundlich吸附模型的拟合度最高,最符合此模型,并且ΔH0,ΔG0,说明吸附过程是自发过程,吸附反应易进行。Cu(Ⅱ)离子印迹交联壳聚糖吸附剂对Cu(Ⅱ)离子的吸附符合二级吸附动力学方程,吸附剂吸附Cu(Ⅱ)离子的活化能为14.77k J/mol。再生实验表明:Cu(Ⅱ)离子印迹交联壳聚糖吸附剂吸附5次后,吸附率下降很小,表现出很好的再生效果,可以多次循环使用。3.β-环糊精修饰Au(Ⅲ)离子印迹交联壳聚糖吸附剂对Au(Ⅲ)离子的吸附动力学和热力学研究在壳聚糖分子链中引入β-环糊精的疏水空腔结构,以Au(Ⅲ)离子为印迹离子,以L-胱氨酸为交联剂,制备出β-环糊精修饰Au(Ⅲ)离子印迹交联壳聚糖吸附剂。扫描电镜显示,Au(Ⅲ)-ICCTS-CD较壳聚糖可能具有更强的吸附能力。红外光谱显示,β-环糊精成功地被接到了壳聚糖上,L-胱氨酸弥补了交联时消耗的氨基。298K时,Au(Ⅲ)-ICCTS-CD对Au(Ⅲ)吸附的最佳p H=4.0。吸附过程可用二级吸附动力学方程来描述,吸附活化能Ea=18.12k J/mol。吸附过程符合Langmuir等温吸附模型,为单分子层吸附。
[Abstract]:In this paper, a new imprinted cross-linked chitosan adsorbent was prepared by using heavy metal ion (Cu (II), Au (III) as imprinted ion, chitosan as raw material and different crosslinking agents under microwave irradiation. The optimum preparation conditions and adsorption conditions were studied. The adsorption thermodynamics and kinetics were further studied. The specific research contents and results are as follows: 1. The preparation of Cu (鈪，

本文编号：2286216