微波辐射壳聚糖基吸附树脂的制备及性能研究

摘要

本文采用微波间歇辐射技术，研究开发出由甲壳素制备壳聚糖，并进一步合成壳聚糖基吸附树脂的工艺方法，将该树脂用于水中重金属去除，取得良好结果。采用微波间歇辐射技术，本文建立了以甲壳素为原料微波辅助制备壳聚糖的工艺方法，确定了最佳工艺条件。最终得到脱乙酰度为91.1﹪的壳聚糖产品。在此基础上，研究建立了微波辅助制备壳聚糖基吸附树脂的工艺方法，考察了该工艺过程中合成条件对壳聚糖基树脂吸附Cu2+的影响。本文建立了壳聚糖基吸附树脂对水中重金属离子的吸附处理工艺，对影响树脂吸附性能的实验条件进行了优化，分别考查了吸附树脂的用量、Cu2+离子的初始浓度、溶液温度、pH等因素的影响。本文采用浓度为8﹪的弱碱性氨水对壳聚糖基吸附树脂进行再生。实验发现，吸附树脂的再生性能良好，再生使用10次，其吸附性能基本保持不变。在静态实验的基础上，建立了吸附树脂的吸附理论模型，绘制出了吸附树脂的吸附等温线。最后对产品进行了FTIR结构表征为进一步研究树脂对重金属离子的吸附行为提供了理论依据。

目录

文摘

英文文摘

第1章绪论

1.1课题的来源、目的和意义

1.1.1课题的来源

1.1.2课题的目的和意义

1.2国内外研究现状及分析

1.2.1含重金属离子废水的处理现状

1.2.2壳聚糖的研究现状及分析

1.2.3高分子吸附树脂的研究现状及分析

1.2.4壳聚糖基吸附树脂目前存在的问题与应用前景

1.3微波辐射法在高分子吸附树脂合成中的应用

1.4课题的主要研究内容

第2章实验部分

2.1微波辐射法制备壳聚糖的工艺研究

2.1.1实验药品

2.1.2实验仪器与设备

2.1.3实验方法

2.1.4脱乙酰度的测定原理和方法

2.1.5粘度的测定方法

2.1.6标准溶液及指示剂的配制方法

2.2微波辐射壳聚糖基吸附树脂制备工艺研究

2.2.1实验药品

2.2.2实验仪器与设备

2.2.3吸附树脂吸附性能测试方法

2.3壳聚糖基吸附树脂对Cu2+的吸附性能研究

2.3.1实验药品

2.3.2实验仪器与设备

2.3.3测试方法

第3章微波辐射法制备壳聚糖的工艺研究

3.1酸碱滴定指示剂的确定

3.2传统法制备壳聚糖过程中单因素的优化实验

3.2.1反应温度对脱乙酰度的影响

3.2.2甲壳素和氢氧化钠二者比例对脱乙酰度的影响

3.2.3氢氧化钠溶液浓度对脱乙酰度的影响

3.2.4反应时间对脱乙酰度的影响

3.3微波法制备壳糖过程中的单因素优化实验

3.3.1微波功率对脱乙酰度的影响

3.3.2甲壳素和碱液二者比例对脱乙酰度的影响

3.3.3氢氧化钠溶液浓度对脱乙酰度的影响

3.3.4反应时间对脱乙酰度的影响

3.4正交试验分析

3.5微波辐射法与传统加热法比较

3.6产品的FTIR结构表征

3.7本章小结

第4章微波辐射壳聚糖基吸附树脂制备工艺研究

4.1壳聚糖基吸附树脂的三种合成方法及其对比

4.1.1接枝共聚合成方法

4.1.2交联微球合成方法

4.1.3模板交联合成方法

4.2吸附树脂的吸附动力学测试

4.3合成条件对吸附树脂性能的影响

4.3.1壳聚糖脱乙酰度对树脂吸附性能的影响

4.3.2壳聚糖用量对树脂吸附性能的影响

4.3.3交联剂浓度对树脂吸附性能的影响

4.3.4微波反应条件对树脂吸附性能的影响

4.4产品的FTIR结构表征

4.5本章小结

第5章壳聚糖基吸附树脂对Cu2+的吸附性能研究

5.1吸附条件对树脂吸附性能的影响

5.1.1树脂投加量对其吸附性能的影响

5.1.2初始CU2+浓度对树脂吸附性能的影响

5.1.3溶液温度对树脂吸附性能的影响

5.1.4溶液pH值对树脂吸附性能的影响

5.1.5离子强度对树脂吸附性能的影响

5.2壳聚糖基吸附树脂的再生性能研究

5.3壳聚糖基吸附树脂的吸附机理探讨

5.4本章小结

结论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

哈尔滨工业大学硕士学位论文原创性声明和使用授权书

致谢