壳聚糖基土壤重金属螯合剂的研究

发布时间：2020-05-04 20:13

【摘要】：壳聚糖(CS)是一种无毒、易降解的天然多糖;结构中富含氨基和羟基,使得壳聚糖具有一定吸附重金属离子的能力,同时又能够发生酯化、酰化等一系列化学反应,为引入对重金属离子具有更强螯合能力的功能基团提供了有利条件。本文制备了四种改性壳聚糖产物,对铅镉污染土壤进行洗脱、固化修复研究。具体内容如下:(1)壳聚糖改性淋洗剂洗脱修复铅镉污染土壤的研究用亚磷酸和甲醛对壳聚糖进行膦甲基化改性,得到中性可溶的壳聚糖改性物NMPCS,运用FTIR、XPS、SEM、元素分析表征了产物结构和形貌。土壤洗脱实验表明,NMPCS加入后,土壤中可交换态铅镉含量显著增加,铅镉的去除率分别为7.22%和24.75%,说明NMPCS有助于土壤中金属难溶解态部分向可溶态转变。螯合机理研究发现,NMPCS主要是通过N、P、O原子对铅镉进行螯合。(2)壳聚糖改性吸附剂固化修复铅镉污染土壤的研究利用膦甲基化、曼尼希反应和酯化反应,制备得壳聚糖磷酸化、胺化和巯基化产物MPCS、TACS和TGACS;结构和形貌表征说明改性成功。土壤固化实验表明:MPCS、TACS和TGACS对土壤重金属铅镉的固化效果均优于壳聚糖,对铅的固化率分别为:62.48%、66.10%、69.06%,对镉分别为:68.63%、73.11%、79.08%;固化速度也较快,基本上在7天达到平衡。(3)MPCS对Pb~(2+)、Cd~(2+)的吸附性能研究吸附实验表明:MPCS对Pb~(2+)、Cd~(2+)最大饱和吸附容量分别为188.68 mg·g~(-1)、105.26mg·g~(-1),吸附性能优于CS;吸附动力学均符合准二阶动力学模型,吸附等温线也都符合Langmuir吸附模型;MPCS对重金属Pb~(2+)、Cd~(2+)的吸附机理,主要是通过-NH以及-P-OH对Cd~(2+)进行螯合作用,通过-P-OH对Pb~(2+)进行螯合作用。
【图文】：

贵州大学 2019 届硕士学位论文分析对比PCS 的红外光谱如图 3-2 所示。壳聚糖中 3445 cm-动吸收峰与 N-H 伸缩振动吸收峰的重叠峰。在 NM比，3445 cm-1处的峰位移到 3432 cm-1，且变得尖锐振动吸收峰，向低波数发生了位移，，位移到 1635 发生了反应；P=O 伸缩振动吸收峰在 1300-1140 cm，而且在 1063 cm-1、896 cm-1出现了新的 P-OH 的伸吸收峰，说明氨基被成功膦酸化[108,111,112]。

而且在 1063 cm-1、896 cm-1出现了新的 P-OH 的伸缩振动吸收及弯曲振动吸收峰，说明氨基被成功膦酸化[108,111,112]。图 3-2 CS 以及 NMPCS 红外光谱Figure 3-2 Infrared spectra of CS and NMPCS.1.3 扫描电镜分析ab
【学位授予单位】：贵州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：X53;TQ421.36

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