质子化交联壳聚糖对甲基橙的吸附研究
壳聚糖复合吸附材料的制备研究进展

壳聚糖复合吸附材料的制备研究进展壳聚糖是一种天然的多肽聚糖,由于其独特的结构和生物活性,被广泛应用于药物传递、组织工程、食品添加剂等领域。
近年来,壳聚糖复合吸附材料在水处理、环境修复、重金属去除等领域也得到了广泛的研究和应用。
本文将对壳聚糖复合吸附材料的制备研究进展进行综述。
壳聚糖复合吸附材料的制备方法多种多样,常用的方法包括原位生物法、模板法、溶剂交换法、化学合成法等。
就制备过程而言,壳聚糖复合吸附材料通过与其他材料的复合、交联、改性等方式来提高其吸附性能。
常见的复合材料包括壳聚糖/石墨烯、壳聚糖/氧化石墨烯、壳聚糖/纳米氧化铁等。
这些复合材料具有较大的比表面积、孔隙结构和吸附活性位点,能够有效地吸附溶液中的污染物。
壳聚糖复合吸附材料在水处理领域具有广泛的应用价值。
例如,壳聚糖复合石墨烯材料可以用于重金属离子的吸附和去除。
研究发现,石墨烯的导电性和壳聚糖的阳离子官能团可以增强材料对重金属离子的吸附能力。
另一方面,壳聚糖复合氧化石墨烯材料被广泛用于有机污染物的吸附和去除。
由于氧化石墨烯的高表面能和壳聚糖的微孔结构,使得复合材料能够有效吸附有机污染物。
除了水处理领域,壳聚糖复合吸附材料还被应用于环境修复领域。
例如,壳聚糖复合纳米氧化铁材料可以用于地下水中苯类化合物的吸附和去除。
研究发现,纳米氧化铁的吸附容量和壳聚糖的孔隙结构有关,通过调控复合材料的组分比例和复合方式,可以提高对苯类化合物的吸附能力。
此外,壳聚糖复合吸附材料还被用于其他领域,如药物传递、食品添加剂等。
例如,壳聚糖复合纳米颗粒材料可以用于药物的控释,由于壳聚糖具有生物相容性和可降解性,可以将药物包裹在纳米颗粒中,并通过调控复合材料的性质,实现药物的缓释。
另外,壳聚糖复合纳米材料也可以被用作食品添加剂,如抗氧化剂、防腐剂等。
综上所述,壳聚糖复合吸附材料由于其独特的结构和生物活性,在水处理、环境修复、药物传递、食品添加剂等领域具有广泛的研究和应用价值。
壳聚糖改性吸附剂的制备及其吸附性能研究

壳聚糖改性吸附剂制备过程简单,安全环保,不会产生二 次污染。
05
结论
研究成果总结
壳聚糖改性吸附剂的制备方法
本研究成功开发了一种壳聚糖改性吸附剂的制备方法,该方法简单、 高效,适用于大规模生产。
吸附性能显著提高
通过改性处理,壳聚糖吸附剂的吸附容量和吸附速率均得到显著提升, 能够有效去除水中的重金属离子和有机污染物。
拓展应用领域
将壳聚糖改性吸附剂应用于其他领域, 如土壤修复、放射性核素去除等,以 拓展其应用范围。
开发新型改性材料
尝试其他天然高分子材料进行改性处 理,以期获得性能更优异的吸附剂。
加强实际应用研究
进一步验证壳聚糖改性吸附剂在实际 应用中的效果,为其在水处理领域的 推广应用提供有力支持。
THANKS
吸附剂的结构。
扫描电子显微镜分析
观察改性吸附剂的表面形貌、 孔径分布和孔容等结构特征。
X射线衍射分析
用于分析改性吸附剂的晶体结 构和晶格常数。
热重分析
研究改性吸附剂的热稳定性及 失重行为。
03
壳聚糖改性吸附剂的吸附性能研究
吸附机理
01
02
03
物理吸附
通过分子间范德华力吸附 污染物。
化学吸附
通过吸附剂表面的活性基 团与污染物发生化学反应, 形成稳定的化学键。
离子交换吸附
壳聚糖改性吸附剂表面的 氨基和羧基可以与污染物 中的阳离子和阴离子进行 离子交换。
吸附动力学研究
吸附速率
研究吸附过程中不同时间点的吸附量,分析吸附 速率随时间的变化规律。
吸附平衡时间
确定达到吸附平衡所需的时间,为实际应用提供 参考。
动力学模型
建立吸附动力学模型,用于描述吸附速率与污染 物浓度、吸附剂用量等因素之间的关系。
壳聚糖的交联改性及其吸附铜和铅离子的研究

c i t r a t e( CA) a n d e p i c h 1 o r 0 h y d r i n( ECH ) a s c r o s s ~ l i n k e r s . Th e c h e mi c a l s t r u c t u r e o f t h e c r o s s —
v i a c r o s s - l i n k i n g wa s c a r r i e d o u t i n t h i s s t u d y .Mo d i f i e d CTS b e a d s we r e p r e p a r e d u s i n g s o d i u m
和铅 离子 的吸 附动 力 学和吸 附等 温特 性 , 并进行 了吸 附剂 的再 生 实验 结果 表 明 : 改性后 的壳聚糖
对铜 和铅 离子 的吸 附 可 由二 级吸 附动 力 学和 L a n g mu i r 吸 附等 温模 型 描 述 , C TS — C A — E C H 珠 粒 具
Ad s o r p t i o n o f P b( I I )a n d Cu ( I I )I o n s b y Cr o s s 。 Li n k e d Ch i t o s a n B e a d s
SU N Ya nf a n g, LI U Yu n
壳聚 糖 的 交联 改性 及 其 吸 附铜 和 铅 离子 的研 究
孙 艳芳 ,刘 芸
( 西 安 交 通 大学 理 学 院 , 7 1 0 0 4 9 , 西安)
摘要 :针 对 壳聚糖 上 的氨 基 在酸 性溶 液 中 易质 子化 , 从 而限制 了应 用 的 问题 , 对 壳聚糖 的 交联 改性 进行 了研 究 。首先 用柠檬 酸 三钠 和环 氧氯 丙烷 为 交联 剂 制备 了改性 壳聚 糖 ( C TS — C A — E C H) 珠粒 ,
甲基橙合成方法机理的新探究

甲基橙合成方法机理的新探究
张民;袁桂梅;夏玥穜;郭巧霞;俞欣
【期刊名称】《材料化学前沿》
【年(卷),期】2024(12)2
【摘要】通过实验验证,提出了一种甲基橙合成的新机理:由于氨基苯磺酸芳环上磺酸基的吸电子效应和强酸性,在室温下即可进行重氮化反应;由于N,N-二甲基苯胺“-NR2”的空间效应、R基与氨基N杂化轨道的超共轭效应以及磺酸基的吸电子效应和强酸性,在酸性条件下,偶合反应不但可以正常进行并且反应选择性增强,即亲电偶合反应更多发生在N,N-二甲基苯胺的对位上,从而在室温及pH < 2的酸性条件下生成产率、纯度均高的甲基橙产品。
【总页数】7页(P114-120)
【作者】张民;袁桂梅;夏玥穜;郭巧霞;俞欣
【作者单位】中国石油大学(北京)理学院
【正文语种】中文
【中图分类】O62
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3.甲基橙合成方法的研究
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5.乙二胺改性柚皮粉对甲基橙的吸附机理探究
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壳聚糖基吸附材料的研究进展

壳聚糖基吸附材料的研究进展张荆晶;夏亚飞;覃刘平【摘要】壳聚糖作为世界上最丰富的天然生物材料之一,对重金属离子和染料具有优良的吸附作用.由于壳聚糖分子结构中具有氨基、羟基、乙酰氨基、氧桥以及富含电子的吡喃环等活性基团,能进行多种化学改性,以提高其吸附性能.本文综述了国内外壳聚糖基吸附材料的研究进展,着重介绍了壳聚糖、壳聚糖衍生物以及壳聚糖复合材料对染料和重金属离子的吸附研究进展.【期刊名称】《广州化工》【年(卷),期】2017(045)001【总页数】4页(P4-6,39)【关键词】壳聚糖;改性;复合材料;吸附【作者】张荆晶;夏亚飞;覃刘平【作者单位】武汉科技大学资源与环境工程学院, 湖北武汉 430081;武汉科技大学资源与环境工程学院, 湖北武汉 430081;武汉科技大学资源与环境工程学院, 湖北武汉 430081【正文语种】中文【中图分类】X-1壳聚糖是由甲壳素在碱性条件下脱乙酰基而得到。
甲壳素是自然界中大量存在的唯一的碱性多糖,是虾蟹等甲壳动物或昆虫外壳和菌类细胞壁的主要成分,每年生物合成量约为100多亿吨,是地球上仅次于纤维素的第二大天然多糖。
壳聚糖分子具有复杂的双螺旋结构,含有大量的羟基和氨基,能与重金属离子配位形成络合物,可用于含重金属离子废水的处理及贵重金属回收。
同时壳聚糖的氨基在稀酸性溶液中质子化,使分子链上带大量正电荷,成为一种典型的阳离子絮凝剂,它兼有电中和以及吸附絮凝的双重作用,可以用来吸附阴离子染料[1]。
另外,壳聚糖分子结构中的氨基、羟基、乙酰氨基、氧桥以及富含电子的吡喃环活性基团,能进行多种化学改性,形成不同理化性质与功能特性的衍生物,可以提高壳聚糖的吸附性能,因此,基于壳聚糖的吸附材料研究成为近十年来的研究热点之一。
Dotto等[2]研究了从虾壳中获取的壳聚糖粉末对食物染料酸性蓝9和食品黄3的吸附性能,并考察了pH值、接触时间、搅拌速度等对其吸附性能的影响。
其结果表明:在pH=3,搅拌速度为150 r/min条件下,壳聚糖对酸性蓝9的吸附量为210 mg/g;在pH=3,搅拌速度为50 r/min条件下,壳聚糖对食品黄3的吸附量为295 mg/g。
交联壳聚糖对金属离子的吸附研究

摘要 : 以甲醛 、 环氧氯丙烷为交联剂 , 合成了交联壳 聚糖. 研究 了交联壳 聚糖对 c “ 、 n 、 r u z “ c¨的吸附 性能 , 考察 r p H值 、 用量及金属离子初始浓度对交联壳聚糖吸附性 能的影响. 果表明 , 结 交联壳 聚糖对
cu “
、
zn “
、
c ¨具有较好 的吸附效果 , r 交联壳 聚糖对金属离子的吸附率可达到 9 % 以上. 0
吸 附性 能 , 又克 服 了其在 酸性 溶 液 中 因溶解 而流
失 的缺点 , 应用范 围更加广 泛 .
6 0℃ , 反应 1 . 节体 系 p 调 h H值为 1 , 0 再加 入一定
量 的环氧 氯 丙烷 溶 液 , 升温 到 8 0℃ , 应 2h 过 反 .
滤, 水洗 , 用石油 醚于 索 氏提 取器 中抽 提 除去残 留 物 , 洗 至中性 , 水 真空 干燥至 恒重 , 筛后备用 . 过
℃, 乳化 3 i. 加一 定 量 的 甲醛 溶 液 , 温 到 0m n 滴 升
重要 因素. 交联 壳 聚糖 是将 壳 聚糖 与交 联 剂交 联 反应 后合 成 的 一 种 具 有 网 状 结 构 的 高 分 子 聚 合 物. 既保 持 了壳 聚糖对 于某 些 金属 离 子 良好 的 它
如图 1所示 .
壳 聚糖 , 医用级 ; 氢氧化 钾 , 析纯 ; 氧氯 丙 分 环
烷 , 析纯 ; 分 甲醛 , 析纯 .H 一C精 密酸 度 计 , 分 P S3 上 海 电光器件厂 ;2 72型分 光 光度计 , 上海 第 三分 析
仪器 厂.
由图 1可见 , p 在 H较 低 时 螫合 剂 几 乎 不 吸
关 键
词: 交联壳聚糖 ; 吸附; 金属离 子
壳聚糖微球对Pb 2+的吸附性能研究

壳聚糖微球对 p 2 b+ 的吸附性能研 究
王 珊
f 阳师 范 学 院 化 学 系 ,陕 西 咸 阳 7 2 0) 咸 10 0
摘 要 : 甲醛作 为 交联 剂 , 以 通过 悬 浮交联 法制备 出单分散 性 壳聚糖 微球 。 用空 壳状 壳聚 利 糖微球 具 有比表 面 大的特 点 , 合其表 面氨 基 易于配位 的特 点 。 结 通过 扫描 电镜 及 红外 光谱仪 等
球. 利用壳 聚糖 上 的氨基 对 P 配位作用 . h的 研究 了
其对 P 。 h 的吸 附性 能 。
声 1 n2  ̄ 8 0mi(0C,0MHz后 置 于 5 ℃ 的水 浴 中 ,0 ) 0 50 r i 拌 , 气保 护 , 化 9 i 。 / n搅 a r 氮 乳 0m n 保持 一定 的搅 拌
关注I 而且 由于它不易被生物 降解 , “ 。 因此一般通 过化 洲 国华 电子 有 限公 司 ; Q 2 0 E数 控 超 声 波 清洗 K 50 D 学沉淀 、 过滤 、 膜 离子交换 、 吸附等方法来 除去污水 中 器, 昆山市 超 声仪 器 有 限公 司 ;H — ( I 环水 式 S Z DI) I循 的铅离子 。近几年来用生物 降解 的骨胶 元 、 植物有 机 真空泵 ,巩 义市 予华 仪器 有 限责任 公司 :索 式提 取
壳 聚糖 , 析纯 , 北裕 峰 生 物 工程 有 限公 司 : 分 湖
戊二醛交联制备壳聚糖选择性吸附甲基橙

纺织、皮革、印刷、化妆品等行业的快速发展带来巨大的酸、甲基橙(MO)和亚甲基蓝(MB)购于上海麦克林有限公司。
实经济效益,同时,产生大量含染料废水对环境和人类构成严重验室自制去离子水,所有药品在使用之前不经过任何处理。
[1] 1.2 实验仪器危胁。
在众多染料中,MO作为典型的阴离子染料,常用于工[2-3]集热式磁力加热搅拌器(型号DF-101S,江苏金恰仪器科业产品和实验研究。
目前,多种方法已被用于去除水中的[3-4]技有限公司);冷冻干燥机(型号SCIENTZ-12N,宁波新芝生MO,如吸附法、生物降解法和化学氧化法。
其中,吸附法因物科技股分有限公司);紫外分光光度计(型号P4,上海美谱具有成本低、能耗小、使用方便等优点而被广泛使用。
对于吸达仪器有限公司)等。
附法,选择合适的吸附剂是决定污染物去除效果的关键。
1.3 壳聚糖块体材料的制备壳聚糖(chitosan)是一种阳离子多糖生物质天然高分子,1wt%的壳聚糖溶液的配置:0.4 g 壳聚糖粉末加入39.6 g 因具有化学稳定性高、环境友好等特点,在许多领域都有广泛[5]2wt%的乙酸溶液,搅拌溶解。
应用。
由于其结构中含有大量氨基和羟基,可发生络合或离子交联壳聚糖块体的制备:10 mL 1wt% 壳聚糖溶液、0.8 mL 化、静电吸附、氢键以及π-π键等作用,对吸附性能有很大影5wt%戊二醛溶:(由50%的戊二醛溶液稀释而得)加入玻璃瓶 [6]响。
其pKa范围6.2~7(与脱乙酰度有关),在pH接近中性的溶(规格Φ27 mm ×57 mm)中,60 ℃缓慢搅拌60 min,得到淡黄液中,自由氨基和羟基可螯合吸附金属离子和染料分子;在酸色液体。
随后将淡黄色液体转移至小玻璃瓶(Φ16 mm ×33 [7]性溶液中,金属离子与受质子化的氨基通过离子交换吸附。
此mm,共10份,每份约1 mL),置于冰箱-20 ℃。
冷冻24 h后,外,其可与染料分子内的阴离子基团、含氮基团以及苯环分别取出已凝固的壳聚糖块体放入冷冻干燥机冷冻干燥48 h,得到多[8]发生静电吸附、氢键以及π-π作用。
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采用 紫外 可 见 分 光 光 度 计 对 不 同质 量 浓 度 的 甲
浓度 低 于 2 0 0 mg / L 甲 基 橙 溶 液 的 吸 附 率 不 低 于
9 O 。拟 二级 动 力 学模 型 能很 好 地 描 述 其 吸 附过 程 ;
壳 聚糖 ( 脱 乙酰度 9 1 . 7 , 分 子量 为 5 . 4 ×1 0 , 青
岛海汇 生物 工程 有 限公 司 ) 、 氢氧化 钠 固体 、 3 7 HC 1 、
中图分 类号 : X7 1 4 文献标 识码 : A 文 章编 号 : 1 0 0 1 — 9 7 3 1 ( 2 0 1 3 ) 0 3 0 3 7 6 — 0 4
纯, 广 东光 华化学 厂有 限公 司 ) , 其它试 剂 均 为分 析纯 ,
实验 用水 为蒸馏 水 。 所用 仪 器 有 循 环 水 真 空 泵 、 7 5 4 N 紫 外一 可 见 分 光 光度 计 ( 上海精 密科 学仪 器有 限公 司) 和 水浴 恒 温振 荡 器( 江苏 康华 化学 仪器有 限公 司 ) 。
装袋 待用 。
2 . 3 甲 基 橙 的 吸 附 实 验
量 的活性 基 团如 羟 基 和 氨基 , 是 一 种 天 然 高 分 子 絮凝
剂 和吸 附剂 , 可用于废水处理, 以 使 染 料废 水 达 到
良好 的脱 色 效果 , 其性 能优 于活性 炭 、 活性 硅 藻土 和树 脂 。与传 统 的絮凝 剂相 比 , 壳 聚糖 具有 吸 附容 量 大 、 净 化效率高、 可再生 、 无毒、 不 造 成 二 次 污染 等 优 点 , 因 此, 壳 聚糖被 认 为是 水 处 理 领 域 中最 具 潜 力 的 环 境 友 好 型吸 附材 料 。但 是 , 壳聚糖 易在 酸溶 液 中溶 解 , 因 此
值 变化 而 变 化 , 其 吸 光度 可能 也 受 p H 值 的影 响 。本 文测 定 了 甲基 橙 溶 液 在 不 同 p H 值 时 的吸 光 度 , 发 现 其值 变化 幅度 很小 , 可 以忽略 不计 , 因此 在 后续 的 实验
冰醋 酸和 2 5 戊 二 醛 等 试 剂 均 为 分 析 纯 。所 有 溶 液 均使用 双 蒸 水 配 制 。实 验 用 染 料 酸 性 黑 1 0 B( 化 学
吸 附等 温线符 合 I a n g mu i r 模 型 。质 子 化 壳聚 糖在 较 宽的 p H 值 范 围 内对 甲基橙 具有 较 好 的脱 色效 果 , 可 提 高 壳聚糖 的利 用价值 。 关键 词 : 甲基橙 ; 质子 化交 联壳 聚糖 ; 吸 附脱色
摘 要 : 研 究 了吸 附 剂 投 加 量 、 甲基 橙初 始 浓 度 、 p H
值、 吸 附时 间等条 件 对 甲基橙 脱 色效 果 的 影 响 。结 果
2 材 料 与 方 法
2 . 1 试 剂 和 仪 器
表 明, 在质 子化 壳聚 糖 用量 为 3 . 6 g / I 条件 下 , 对质 量
液浸 泡揭膜 , 膜 片 随 后 用蒸 馏 水 洗 涤 至 中性 。将 近 中 性 的壳 聚糖 膜 片加入 到一 定 量 的 2 . 5 戊 二醛 溶 液 中
于 6 0 。 C下交联 2 3 h , 用蒸 馏水 冲洗交 联后 的膜 片 , 除 去
多余 的戊 二醛 , 烘干 , 以备质 子化 。 2 . 2 . 2 质 子化 交联 壳聚糖 颗粒 的制 备 用浓 盐 酸 将 交 联 壳 聚 糖 干 膜 于 室 温 下 质 子 化 9 0 ai r n , 用蒸 馏水 洗涤 至 中性 , 6 O ℃下烘 干 , 粉碎 , 过筛 ,
壳 聚糖 是 甲壳 素 脱 乙 酰化 的聚 糖膜 的制 备 称 取一 定量壳 聚糖 粉末 溶 于 2 . 0 ( 质 量分 数 ) 醋 酸水溶 液 中 , 搅拌 至完 全溶 解后 ( 直至 溶液 均 匀 ) , 在 培 养 皿 中流延 , 于 6 0 C下 凝 胶成 膜 。然 后 , 用 N a OH 溶
2 . 2 吸 附 剂 的 制 备
1 引 言
偶 氮染 料废 水 高 、 色度高、 有机组分复杂、 化 学 性 质稳定、 微 生物 降解 难 , 是 较难 治理 的有 机废 水 ] 。废 水 净 化处理 通 常采 用 凝 结 、 絮凝 、 光 降解 、 超 滤 等 物 理 和化 学方法 , 但 都 存 在 运行 费用 高 、 吸 附量 低 等 缺 点 , 且伴 有大 量废 料 产 生 , 从 而 造 成二 次 污染 。吸 附法 处 理流 量大 , 出水 水质 较好 , 且不 生成 有 害物 质 。在 吸 附 法中, 吸 附剂 的选择 是染 料脱 色 的关 键 。
助
财
料
2 O l 3 年第3 期( 4 4 ) 卷
质 子 化 交 联 壳聚 糖 对 甲基 橙 的 吸 附研 究
杨 炳超 , 刘 倩 , 霍 杰 , 黄 瑞 华
( 1 .西安 地质 矿产研 究所 , 陕西 西安 7 1 0 0 5 4 ; 2 . 西北 农林 科技 大学 理 学 院 , 陕西 杨 凌 7 1 2 1 0 0 )
基橙 溶 液 进 行 光 谱 扫 描 , 测 得 其 最 大 吸 收 波 长 均 为 4 6 4 n m, 因此后 面 的实验 均 采用 4 6 4 n m 作 为 甲基 橙 溶
液 的特征 波长 。
甲基 橙是 实 验 室 常 用 的 指 示 剂 , 其 颜色随着 p H
吸 附能力 的下降 。为 了提 高壳 聚糖对染 料 废 水 的吸 附 容量, 在 本文 中 , 尝试 将 交 联 后 壳 聚 糖进 行 质 子 化 , 在 分 子 中引进 更多荷 正 电基 团 。探 讨质 子 化交 联壳 聚 糖