壳聚糖-β环糊精对分散染料的吸附文献综述

 2021-09-25 01:32:49

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1.1壳聚糖-β环糊精概述

 壳聚糖是甲壳素部分或者全部脱乙酰基的产物,含有的-OH、-NH2使其具有优良的吸附、鳌合、交联和架桥作用[1-2].β-环糊精是由7个葡萄糖单元通过β-1,4-糖苷键连接形成低聚糖,具有内疏水,外亲水的特殊分子结构,能与有机分子形成特殊结构的包络配合物(inclusioncomplexes),在化学分离、化学分析、医药、食品等领域有着广泛的应用[3]。其内腔疏水,能与一些染料分子结合形成主客体包合物.将环糊精制成微球具有更大的比表面积,同时环糊精的空腔结构在制备过程中不会消失,因此吸附分离有机物质的效果会更好[4].染料废水的化学需氧量和色度高,有机组分复杂,是较难治理的有机废水之一[5].本实验先制备β-环糊精微球,目的是增加β-环糊精的比表面积,接着利用环氧氯丙烷将壳聚糖键接到β-环糊精微球上,合成了具有良好吸附效果的印染废水处理用的天然高分子絮凝剂,通过改变搅拌时间、温度、pH值和分散染料溶液质量浓度等实验条件研究壳聚糖键接β-环糊精微球的吸附性能.反应产物的比表面积明显高于壳聚糖和β-环糊精微球的比表面积,吸附效果也优于壳聚糖和β-环糊精微球.本文的研究工作对印染行业的开发有不可估量的前景。

1.2壳聚糖-β环糊精制备

壳聚糖大分子结构中含有丰富的羟基(β-环糊精同样)和氨基,可与带有双官能团的醛或酸酐等交联剂进行交联反应,将壳聚糖分子和其他物质交联在一起,所得产物不溶于弱酸性水溶液,是理想的吸附材料.参照文献[6]方法,本文采用戊二醛为交联剂,将β-环糊精交联到壳聚糖分子链上.此交联反应包括两部分:一部分是壳聚糖分子链上的氨基与β-CD发生交联反应;另一部分是壳聚糖的羟基在交联剂的作用下,与β-CD发生交联反应,具体如式(1)、(2)所示.

壳聚糖 β-CD OHC(CH2)3CHO→壳聚-NHC(OH)H(CH2)3(OH)CHOβ-CD(1)

壳聚糖 β-CD OHC(CH2)3CHO→壳聚糖OC(OH)H(CH2)3(OH)CHOβ-CD(2)

具体制备方法:称取3.00g壳聚糖完全溶解于300mL(0.1molL-1)的盐酸溶液中,再称取15.0gβ-环糊精完全溶解于600mL蒸馏水中,将上述两种溶液置于1000mL烧杯中,混合均匀,加热升温至液,加热升温至363K,搅拌反应80min;持续搅拌,缓慢滴入氢氧化钠溶液,调节混合液pH值为11,出现黄色絮状沉淀,控温363K,继续搅拌45min;将沉淀过滤,用蒸馏水洗至中性,依次用丙酮和乙醇洗涤2次,抽滤;将滤出物于318K下烘至恒重,得到红棕色粉末状壳聚糖交联β-环糊精高聚物(CTSCD).

1.3 吸附实验

准确称取一定量的分散染料,加入到分散染料溶液中,恒速振荡一定时间后,以6500r/min的速率离心分离,取上层清液测其吸光度.根据吸附前后溶液中分散染料质量浓度的变化,计算吸附量和吸附率[7],最后在上述实验步骤的基础上,变化吸附体系的搅拌时间、温度和pH值,计算吸附量和吸附率.

q=(ρ0-ρ)V/M(1)

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