接枝与交联改性壳聚糖的制备及其絮凝与吸附性能

发布时间：2017-05-30 10:07

  本文关键词：接枝与交联改性壳聚糖的制备及其絮凝与吸附性能，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：本文以壳聚糖为原料，以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-20为乳化剂，通过反相乳液聚合技术合成了壳聚糖-DMC接枝共聚物，并以高岭土悬浮液为絮凝对象，研究了接枝共聚物的絮凝性能；以甲醛为预交联剂，戊二醛为交联剂，制备了交联改性壳聚糖，并研究了交联壳聚糖对Ni~(2+)、Cr~(6+)Pb~(2+)的吸附性能。主要研究成果如下： 对壳聚糖—DMC接枝反应，探讨了反应时间、引发剂浓度、单体质量、油水体积比、反应温度和乳化剂浓度对平均接枝度的影响规律。通过正交实验确立了接枝反应最佳条件为：反应温度60℃，，乳化剂占油相质量4％，反应时间5h，引发剂浓度16mmol/L，壳聚糖与单体质量比1:6，油水体积比1:1，最佳条件下平均接枝度达到110%。红外光谱表明DMC接枝到了壳聚糖上。 以高岭土悬浮液为模拟水样，研究了絮凝剂用量、沉降时间以及pH值对絮凝效果的影响，确定的最佳絮凝条件为：絮凝剂用量2.0mg/L，沉降时间4min，pH=6.0。对壳聚糖、PAM（聚丙烯酰胺）、不同接枝度的接枝产物的絮凝效果进行了比较，结果表明接枝度高的接枝产物的絮凝性能优于PAM和壳聚糖。 对壳聚糖—甲醛—戊二醛反应，研究了反应时间、甲醛用量、戊二醛用量、油水体积比、反应温度和乳化剂浓度对交联产物中氨基含量和吸附量的影响规律以及不同氨基含量的产物的溶解性能。通过正交实验确立了最佳反应条件为：油水体积比1:1，乳化剂占油相质量浓度4％，甲醛用量1mL，反应温度70℃，戊二醛用量2mL，反应时间2h，最佳条件下制备的交联改性壳聚糖对Ni~(2+)的吸附量为1.98mmol/g。红外光谱分析表明发生了壳聚糖交联反应。 壳聚糖交联产物在25℃、pH=5、金属离子初始浓度为0.01mol/L条件下，对Ni~(2+)、Cr~(6+)Pb~(2+)的吸附容量分别是1.85mmol/g、1.13mmol/g、2.12mmol/g。对Pb~(2+)的吸附速率最快，其次是Cr6+，最后是Ni~(2+)。吸附动力学更符合拟二级动力学模型，吸附等温线更符合Freundlich模型，对Ni~(2+)、Cr~(6+)Pb~(2+)的最佳吸附pH分别是5、4、5，吸附剂的可再生能力较好。
【关键词】：壳聚糖 接枝 絮凝 交联 吸附
【学位授予单位】：南京林业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：O636.1
【目录】：

• 致谢3-4
• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 前言9-10
• 1 文献综述10-23
• 1.1 壳聚糖的性质以及研究现状10-15
• 1.1.1 壳聚糖及其性质10
• 1.1.2 壳聚糖接枝共聚的研究现状10-12
• 1.1.3 壳聚糖交联的研究现状12-15
• 1.2 絮凝剂的种类及研究进展15-18
• 1.2.1 絮凝剂的种类15-16
• 1.2.2 无机絮凝剂16
• 1.2.3 有机合成高分子絮凝剂16-17
• 1.2.4 天然高分子絮凝剂17-18
• 1.3 吸附剂的种类及研究进展18-21
• 1.3.1 吸附剂的种类18-20
• 1.3.2 壳聚糖及其衍生物作为吸附剂的研究进展20-21
• 1.4 本课题的研究意义和研究内容21-23
• 2 乳液法制备接枝壳聚糖23-33
• 2.1 实验药品与仪器23
• 2.1.1 实验药品23
• 2.1.2 实验仪器23
• 2.2 实验原理23-24
• 2.3 实验方法24-26
• 2.3.1 壳聚糖接枝共聚物的制备24
• 2.3.2 产物的分离与精制24-25
• 2.3.3 壳聚糖接枝物平均接枝度的测定25
• 2.3.4 产物的红外光谱（FTIR）分析25-26
• 2.4 结果与讨论26-32
• 2.4.1 反应时间的影响26
• 2.4.2 引发剂浓度的影响26-27
• 2.4.3 单体配比的影响27-28
• 2.4.4 油水体积比的影响28-29
• 2.4.5 反应温度的影响29
• 2.4.6 乳化剂浓度的影响29-30
• 2.4.7 正交试验30-31
• 2.4.8 产物的红外光谱（FTIR）分析结果31-32
• 2.5 本章小结32-33
• 3 接枝壳聚糖的絮凝性能研究33-38
• 3.1 实验药品与仪器33
• 3.1.1 实验药品33
• 3.1.2 实验仪器33
• 3.2 实验方法33-34
• 3.2.1 高岭土的絮凝实验33
• 3.2.2 透光率的计算方法33-34
• 3.3 结果与讨论34-37
• 3.3.1 絮凝剂用量对絮凝效果的影响34-35
• 3.3.2 沉降时间对絮凝效果的影响35-36
• 3.3.3 pH 值对絮凝效果的影响36-37
• 3.4 本章小结37-38
• 4 乳液法制备交联壳聚糖38-50
• 4.1 实验药品与仪器38
• 4.1.1 实验药品38
• 4.1.2 实验仪器38
• 4.2 实验原理38-39
• 4.3 实验方法39-41
• 4.3.1 壳聚糖交联改性产物的制备39
• 4.3.2 产物的分离与精制39-40
• 4.3.3 产物的溶解性试验40
• 4.3.4 产物的氨基含量的测定40
• 4.3.5 吸附容量的测定40-41
• 4.3.6 产物的红外光谱（FTIR）分析41
• 4.4 结果与讨论41-48
• 4.4.1 反应时间的影响41-42
• 4.4.2 甲醛用量的影响42
• 4.4.3 戊二醛用量的影响42-43
• 4.4.4 油水体积比的影响43-44
• 4.4.5 反应温度的影响44-45
• 4.4.6 乳化剂浓度的影响45-46
• 4.4.7 正交试验46-47
• 4.4.8 产物红外光谱（FTIR）分析结果47-48
• 4.5 本章小结48-50
• 5 交联壳聚糖的吸附性能研究50-63
• 5.1 实验药品与仪器50-51
• 5.1.1 实验药品50
• 5.1.2 实验仪器50-51
• 5.2 实验方法51-52
• 5.2.1 吸附容量的测定51
• 5.2.2 吸附动力学测定51
• 5.2.3 吸附等温线的测定51-52
• 5.2.4 pH 值对吸附性能的影响52
• 5.2.5 吸附剂的再生52
• 5.3 结果与讨论52-62
• 5.3.1 金属离子的标准曲线52-54
• 5.3.2 吸附容量54
• 5.3.3 吸附动力学54-57
• 5.3.4 吸附等温线57-60
• 5.3.5 pH 值对吸附性能的影响60-61
• 5.3.6 吸附剂的再生61-62
• 5.4 本章小结62-63
• 6 总结63-64
• 参考文献64-66

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 王家骅;粘土矿物的结构及其层间膨胀[J];安庆师范学院学报(自然科学版);1995年04期

2 聂新卫,马希晨,徐同宽,宋辉,宋晶晶;硼泥改性淀粉絮凝剂处理印染废水的实验研究[J];大连轻工业学院学报;2005年01期

3 董炎明,毛微;甲壳素化学及应用[J];大学化学;2005年02期

4 宋颖韬;张健宇;党明岩;赵春英;;交联壳聚糖对废水中Cu~(2+)的吸附性能[J];电镀与精饰;2012年05期

5 范娟,阮复昌;甲壳素及壳聚糖最新研究进展[J];广东化工;2002年02期

6 杜秀英，张维邦，曾汉民，许家瑞;铈离子引发壳聚糖与MMA接枝共聚的研究[J];高分子材料科学与工程;1996年02期

7 柳明珠,程昒时,吴靖嘉;PREPARATION AND SWELLING PROPERTIES OF SUPER-ABSORBENT POLYMER[J];Chinese Journal of Polymer Science;1996年01期

8 杨波,赵榆林;阳离子型改性天然高分子絮凝剂对活性污泥脱水处理[J];工业水处理;1999年05期

9 利锋,方战强,曾志勇,叶伟莹,聂俊军;印染废水高效脱色絮凝剂的合成及其脱色性能研究[J];工业水处理;2005年08期

10 高苏文,王少康,赖汉熹;壳聚糖吸附锌离子的研究[J];广州化工;1998年03期

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本文编号：406908