壳聚糖-DMC-GA共聚物对Cr（Ⅵ）和Cd（Ⅱ）的吸附性能
发布时间：2020-12-28 13:51
以壳聚糖为原料、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵（DMC）为接枝单体、硝酸铈铵为引发剂、Span-80为乳化剂、戊二醛（GA）为交联剂,通过反相乳液聚合技术制备了壳聚糖-DMC-GA共聚物,对其进行表征并将其用于吸附水溶液中单一金属离子Cr（Ⅵ）、Cd（Ⅱ）和双元体系Cr（Ⅵ）-Cd（Ⅱ）,考察了吸附动力学和吸附平衡规律。共聚物的红外光谱和X射线光电子能谱分析表明:壳聚糖与DMC发生了接枝反应,与戊二醛发生了交联反应。吸附实验结果表明:在单一金属离子溶液中,共聚物对1 mmol/L的Cr（Ⅵ）和Cd（Ⅱ）的平衡吸附量分别为1.974和1.396 mmol/g;在双元体系中,共聚物对1 mmol/L的Cr（Ⅵ）和Cd（Ⅱ）的平衡吸附量分别为1.906和1.204 mmol/g;吸附过程均符合拟二级动力学方程,吸附等温线均与Langmuir模型更为一致,说明共聚物对2种金属离子的吸附是单分子层吸附。
【文章来源】：生物质化学工程. 2016年06期 北大核心
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
壳聚糖-DMC-GA共聚物的合成路线
40、300和360min(Cd(Ⅱ)溶液以及Cr(Ⅵ)-Cd(Ⅱ)溶液的处理步骤同Cr(Ⅵ)溶液)。测定吸附后溶液中各金属离子的浓度，计算吸附量，绘制出各金属离子的吸附曲线，拟合得到动力学曲线。1．3．3吸附等温线向若干个250mL具塞锥形瓶中分别加入40mL不同浓度的Cr(Ⅵ)溶液和0．02g壳聚糖-DMC-GA共聚物，30℃恒温振荡5h(Cd(Ⅱ)溶液和Cr(Ⅵ)-Cd(Ⅱ)溶液的处理步骤同Cr(Ⅵ)溶液)。测定吸附后溶液中各金属离子的浓度，计算吸附量，绘制出各金属离子的吸附平衡曲线。2结果与讨论2．1FT-IＲ表征结果壳聚糖和壳聚糖-DMC-GA共聚物的红外谱图如图2所示。在壳聚糖的红外光谱图2(a)中，1597cm－1处是—NH2弯曲振动峰，而在共聚物的红外光谱图2(b)中，1597cm－1处N—H的弯曲振动消失，说明壳聚糖氨基发生反应。在壳聚糖的红外光谱图2(a)中，2922cm－1是残糖基上—CH3伸缩振动峰，2872cm－1处是残糖基上—CH2伸缩振动峰;而在共聚物的红外光谱图2(b)中，残糖基的两处C—H伸缩振动有明显的加强，表明DMC的碳链接枝到壳聚糖上。此外，在共聚物的红外光谱图2(b)中，1639cm－1处是C?N伸缩振动峰，1384cm－1处出现较强的—CH3的C—H弯曲振动峰，表明戊二醛交联了壳聚糖，醛的碳链接到壳聚糖上。2．2XPS分析结果壳聚糖-DMC-GA共聚物的XPS谱图如图3所示。图3中结合能287．2eV处的峰归属于—(C?O)—O—，表明单体DMC接枝到壳聚糖分子上;结合能284．46、284eV的峰归属于—CH2—、C—H;结合能285eV左右处的峰归属于共聚物分子中的C—C、C—N;结合能283．8eV处的峰归属于C?N，285．9eV处的峰归属于C—O，表明戊二醛成功交联了壳聚糖。图2壳聚糖(a)和壳聚糖-DMC-GA共聚物(b)的FT-IＲ谱图图3壳聚糖-DMC-GA共聚物的C1sXPS谱图Fig．2FT-IＲs
校?597cm－1处N—H的弯曲振动消失，说明壳聚糖氨基发生反应。在壳聚糖的红外光谱图2(a)中，2922cm－1是残糖基上—CH3伸缩振动峰，2872cm－1处是残糖基上—CH2伸缩振动峰;而在共聚物的红外光谱图2(b)中，残糖基的两处C—H伸缩振动有明显的加强，表明DMC的碳链接枝到壳聚糖上。此外，在共聚物的红外光谱图2(b)中，1639cm－1处是C?N伸缩振动峰，1384cm－1处出现较强的—CH3的C—H弯曲振动峰，表明戊二醛交联了壳聚糖，醛的碳链接到壳聚糖上。2．2XPS分析结果壳聚糖-DMC-GA共聚物的XPS谱图如图3所示。图3中结合能287．2eV处的峰归属于—(C?O)—O—，表明单体DMC接枝到壳聚糖分子上;结合能284．46、284eV的峰归属于—CH2—、C—H;结合能285eV左右处的峰归属于共聚物分子中的C—C、C—N;结合能283．8eV处的峰归属于C?N，285．9eV处的峰归属于C—O，表明戊二醛成功交联了壳聚糖。图2壳聚糖(a)和壳聚糖-DMC-GA共聚物(b)的FT-IＲ谱图图3壳聚糖-DMC-GA共聚物的C1sXPS谱图Fig．2FT-IＲspectraofchitosan(a)andFig．3C1sXPSspectraofCTS-DMC-GACTS-DMC-GAcopolymer(b)copolymer2．3吸附动力学壳聚糖-DMC-GA共聚物对单一金属离子Cr(Ⅵ)、Cd(Ⅱ)和双元体系Cr(Ⅵ)-Cd(Ⅱ)的吸附曲线如图4所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]模板法交联壳聚糖的制备及其吸附Cd(Ⅱ)的研究[J]. 华婷婷,陈晓东,葛华才. 广州化工. 2015(21)
[2]交联壳聚糖树脂的制备及其对Cu2+吸附性的研究[J]. 王铮,付岩. 电镀与精饰. 2015(10)
[3]交联壳聚糖季铵盐吸附剂的制备及其对重金属离子的吸附[J]. 周耀珍,姚春才,方年. 化工环保. 2014(02)
[4]水产品中镉的形态分析及其危害[J]. 王丽娟,吴成业. 福建水产. 2014(01)
[5]电镀废水对人体的危害及其集中处理[J]. 蔡玉婷. 农业环境科学学报. 2010(S1)
[6]新型交联壳聚糖材料对地下水重金属Zn2+的吸附性能[J]. 余宙,仵彦卿,刘预. 生态环境学报. 2009(06)
[7]重金属废水处理技术分析与优选[J]. 徐灵,王成端,姚岚. 广州化工. 2006(06)
[8]警惕饲料中镉的污染与危害[J]. 于炎湖. 中国饲料. 2001(05)
[9]MMA、EA与壳聚糖的接枝共聚反应[J]. 巫拱生,慕建光,张国. 精细化工. 1993(01)
硕士论文
[1]阳离子型壳聚糖吸附剂的制备及吸附性能研究[D]. 陈孝娥.南昌航空工业学院 2006
本文编号：2943868
【文章来源】：生物质化学工程. 2016年06期 北大核心
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
壳聚糖-DMC-GA共聚物的合成路线
40、300和360min(Cd(Ⅱ)溶液以及Cr(Ⅵ)-Cd(Ⅱ)溶液的处理步骤同Cr(Ⅵ)溶液)。测定吸附后溶液中各金属离子的浓度，计算吸附量，绘制出各金属离子的吸附曲线，拟合得到动力学曲线。1．3．3吸附等温线向若干个250mL具塞锥形瓶中分别加入40mL不同浓度的Cr(Ⅵ)溶液和0．02g壳聚糖-DMC-GA共聚物，30℃恒温振荡5h(Cd(Ⅱ)溶液和Cr(Ⅵ)-Cd(Ⅱ)溶液的处理步骤同Cr(Ⅵ)溶液)。测定吸附后溶液中各金属离子的浓度，计算吸附量，绘制出各金属离子的吸附平衡曲线。2结果与讨论2．1FT-IＲ表征结果壳聚糖和壳聚糖-DMC-GA共聚物的红外谱图如图2所示。在壳聚糖的红外光谱图2(a)中，1597cm－1处是—NH2弯曲振动峰，而在共聚物的红外光谱图2(b)中，1597cm－1处N—H的弯曲振动消失，说明壳聚糖氨基发生反应。在壳聚糖的红外光谱图2(a)中，2922cm－1是残糖基上—CH3伸缩振动峰，2872cm－1处是残糖基上—CH2伸缩振动峰;而在共聚物的红外光谱图2(b)中，残糖基的两处C—H伸缩振动有明显的加强，表明DMC的碳链接枝到壳聚糖上。此外，在共聚物的红外光谱图2(b)中，1639cm－1处是C?N伸缩振动峰，1384cm－1处出现较强的—CH3的C—H弯曲振动峰，表明戊二醛交联了壳聚糖，醛的碳链接到壳聚糖上。2．2XPS分析结果壳聚糖-DMC-GA共聚物的XPS谱图如图3所示。图3中结合能287．2eV处的峰归属于—(C?O)—O—，表明单体DMC接枝到壳聚糖分子上;结合能284．46、284eV的峰归属于—CH2—、C—H;结合能285eV左右处的峰归属于共聚物分子中的C—C、C—N;结合能283．8eV处的峰归属于C?N，285．9eV处的峰归属于C—O，表明戊二醛成功交联了壳聚糖。图2壳聚糖(a)和壳聚糖-DMC-GA共聚物(b)的FT-IＲ谱图图3壳聚糖-DMC-GA共聚物的C1sXPS谱图Fig．2FT-IＲs
校?597cm－1处N—H的弯曲振动消失，说明壳聚糖氨基发生反应。在壳聚糖的红外光谱图2(a)中，2922cm－1是残糖基上—CH3伸缩振动峰，2872cm－1处是残糖基上—CH2伸缩振动峰;而在共聚物的红外光谱图2(b)中，残糖基的两处C—H伸缩振动有明显的加强，表明DMC的碳链接枝到壳聚糖上。此外，在共聚物的红外光谱图2(b)中，1639cm－1处是C?N伸缩振动峰，1384cm－1处出现较强的—CH3的C—H弯曲振动峰，表明戊二醛交联了壳聚糖，醛的碳链接到壳聚糖上。2．2XPS分析结果壳聚糖-DMC-GA共聚物的XPS谱图如图3所示。图3中结合能287．2eV处的峰归属于—(C?O)—O—，表明单体DMC接枝到壳聚糖分子上;结合能284．46、284eV的峰归属于—CH2—、C—H;结合能285eV左右处的峰归属于共聚物分子中的C—C、C—N;结合能283．8eV处的峰归属于C?N，285．9eV处的峰归属于C—O，表明戊二醛成功交联了壳聚糖。图2壳聚糖(a)和壳聚糖-DMC-GA共聚物(b)的FT-IＲ谱图图3壳聚糖-DMC-GA共聚物的C1sXPS谱图Fig．2FT-IＲspectraofchitosan(a)andFig．3C1sXPSspectraofCTS-DMC-GACTS-DMC-GAcopolymer(b)copolymer2．3吸附动力学壳聚糖-DMC-GA共聚物对单一金属离子Cr(Ⅵ)、Cd(Ⅱ)和双元体系Cr(Ⅵ)-Cd(Ⅱ)的吸附曲线如图4所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]模板法交联壳聚糖的制备及其吸附Cd(Ⅱ)的研究[J]. 华婷婷,陈晓东,葛华才. 广州化工. 2015(21)
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[3]交联壳聚糖季铵盐吸附剂的制备及其对重金属离子的吸附[J]. 周耀珍,姚春才,方年. 化工环保. 2014(02)
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[7]重金属废水处理技术分析与优选[J]. 徐灵,王成端,姚岚. 广州化工. 2006(06)
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[9]MMA、EA与壳聚糖的接枝共聚反应[J]. 巫拱生,慕建光,张国. 精细化工. 1993(01)
硕士论文
[1]阳离子型壳聚糖吸附剂的制备及吸附性能研究[D]. 陈孝娥.南昌航空工业学院 2006
本文编号：2943868
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