葫芦[6]脲改性天然多糖吸附剂的制备及吸附性能研究

摘要

在工业生产过程中，产生的重金属离子、芳香族化合物及染料等化学物质，对人类健康具有潜在的危害。工业上已经采取多种技术进行污水处理，如能对特定污染物进行针对性设计吸附剂，并实现高效去除污染物，将会具有一定的应用价值。壳聚糖、淀粉及海藻酸等天然多糖具有羟基、酰胺基、羧基、胺基等官能团，可以方便的与多种分子进行反应，使其进一步功能化，对不同的水体污染物，可以针对性的引入其他功能分子。同时，天然多糖来源丰富、可生物降解、价格低廉，比较容易实现工业化。本论文选择壳聚糖及海藻酸钠两种廉价的原料进行改性，在体系中引入葫芦[6]脲(CB[6])，制备了系列性能优异的吸附材料。
　　(1)制备葫芦[6]脲接枝壳聚糖（CB[6]-CS），分别获得CB[6]含量不同的三种吸附材料(CB[6]-CS-1、CB[6]-CS-2、CB[6]-CS-3);并将所合成的三种CB[6]-CS材料用于吸附偶氮胭脂红B及酸性铬兰K，考察了温度、pH值、盐度以及吸附剂用量对于吸附效果的影响，并研究了吸附等温线以及吸附动力学。研究发现，将CB[6]接枝于壳聚糖后，获得了一类新型高分子材料，其既具有CB[6]分子识别的特点，又兼具壳聚糖的各种优良性质，作为吸附剂可以发挥壳聚糖与CB[6]的协同作用，对于偶氮胭脂红B及酸性铬兰K具有良好的去除能力。
　　(2)制备葫芦[6]脲诱导海藻酸钠/聚丙烯酰胺互穿网络凝胶粒子(CB[6]-IPN)，通过改变制备条件，分别获得CB[6]含量不同的三种凝胶粒子（CB[6]-IPN-1、CB[6]-IPN-2、CB[6]-IPN-3）。另外，制备了一种CaCl2诱导海藻酸钠/聚丙烯酰胺互穿网络凝胶粒子(CaCl2-IPN)，通过红外、热重、固体核磁等对CB[6]-IPN凝胶粒子进行了表征，并通过扫描电子显微镜(SEM)研究了CB[6]-IPN与CaCl2-IPN两类凝胶粒子形貌的差异。将CB[6]-IPN与CaCl2-IPN两类凝胶粒子分别用于吸附偶氮胭脂红B，考察了温度、pH值以及盐度对于吸附效果的影响，并研究了吸附等温线以及吸附动力学。研究发现，在CB[6]-IPN凝胶粒子中，具有许多不规则的大孔道结构，有利于进行吸附一些体积较大的染料分子，同时由于CB[6]会与偶氮胭脂红B发生一定的相互作用，因此对偶氮胭脂红B的吸附效果较好。而CaCl2-IPN凝胶粒子中，缺少大孔道结构，并且没有与偶氮胭脂红B的特殊相互作用，因此，吸附效果较差。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 引言

1．2 壳聚糖吸附材料

1．2．1 醛类化合物交联壳聚糖

1．2．2 壳聚糖与环氧氯丙烷交联

1．2．3 壳聚糖与聚乙二醇类交联

1．3 海藻酸钠在水处理中的应用

1．4 葫芦脲的简介

1．4．1 葫芦脲的结构特征

1．4．2 葫芦脲的合成与提纯

1．4．3 葫芦脲的分子识别

1．4．4 葫芦脲在污水处理中的应用

1．5．1 研究意义

1．5．2 研究内容

第二章 葫芦[6]脲接枝壳聚糖对偶氦染料的吸附研究

2．1 引言

2．2．1 实验药品

2．2．2 测试方法

2．2．3 合成步骤

2．2．4 Ca[6]-CS对偶氮染料吸附性能研究

2．3 结果与讨论

2．3．1 CB[6]-CS的红外表征

2．3．2 吸附研究中常用模型

2．3．3 CB[6]接枝壳聚糖对酸性铬兰K的吸附研究

2．3．4 CB[6]接枝壳聚糖对偶氮胭脂红B的吸附研究

2．4 本章小结

第三章 葫芦[6]脲诱导海藻酸钠／丙烯酰胺互穿网络凝胶粒子的制备及其对染料吸附的研究

3．1 引言

3．2 实验部分

3．2．2 测试方法

3．2．3 合成步骤

3．2．4 CB[6]-IPN吸附性能研究

3．3 结果与讨论

3．3．1 CB[6]-IPN吸附剂的制备

3．3．2 CB[6]-IPN吸附剂的表征及性质

3．3．3 CB[6]-IPN吸附剂的形貌

3．3．5 温度对于吸附效果的影响

3．3．6 pH值对于吸附效果的影响

3．3．7 吸附等温线

3．3．8 吸附动力学

3．4 本章小结

第四章 结论与展望

4．1 结论

4．2 未完成的工作与展望

参考文献

论文发表情况

致谢