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壳聚糖的改性及其在废水处理中的应用

作者：孙海燕 Publish: 2006-12-6 Hits:-

【中文题名】

壳聚糖的改性及其在废水处理中的应用

【英文题名】

【学科专业】

环境工程

【论文级别】

硕士论文

【投稿时间】

2006-12-6

【中关键词】

交联壳聚糖,制备,吸附动力学,吸附热力学,染料,

【英关键词】

crosslinked chitosan resin,prepare,adsorption kinetics,adsorption thermodynamics,dye,

【分类导航】

环境科学、安全科学>废物处理与综合利用>一般性问题>废水的处理与利用>助剂>

【论文摘要】

本研究采用壳聚糖为原料，甲醛为预交联剂，环氧氯丙烷为交联剂，通过反相悬浮交联法制备出新型壳聚糖树脂，考察了操作条件对合成树脂性能的影响，并用红外光谱、扫描电镜、热重分析表征其结构。结果表明：甲醛用量、环氧氯丙烷用量、液体石蜡用量和乙酸乙酯用量对壳聚糖树脂性能的影响较大；在实验条件下，甲醛用量为0.2mL／g、环氧氯丙烷用量为0.4mL／g、液体石蜡体积为壳聚糖溶液体积的1.5倍、乙酸乙酯用量为0.2mL／g的条件下制备出耐酸性能好、吸附能力强、孔隙率较高的壳聚糖树脂。经扫描电镜分析表明，该树脂是一种微孔型凝胶结构。用本实验制备的甲醛环氧氯丙烷交联壳聚糖树脂对酸性绿6B、直接耐晒黄RL、分散蓝56三种染料进行吸附性能、吸附动力学和热力学研究。结果表明，甲醛环氧氯丙烷交联壳聚糖对染料具有较强的吸附性能和耐酸性能，在酸性条件下，对酸性绿6B和直接耐晒黄RL的吸附效率达90％以上；拟合甲醛环氧氯丙烷交联壳聚糖对三种染料的吸附速率曲线，发现该吸附行为符合拟二级吸附速率曲线，其吸附速率常数随温度的升高而增大；通过测定不同温度下甲醛环氧氯丙烷交联壳聚糖吸附三种染料的吸附等温线表明，甲醛环氧氯丙烷交联壳聚糖...

【论文题纲】

1 绪论	8-22
1.1 课题背景	8
1.2 染料废水处理研究进展	8-11
1.2.1 化学法处理染料废水的研究进展	8-9
1.2.1.1 电化学法	8-9
1.2.1.2 化学混凝法	9
1.2.1.3 光催化氧化法	9
1.2.1.4 化学氧化法	9
1.2.1.5 超声波降解技术	9
1.2.2 物理化学法处理染料废水的研究进展	9-10
1.2.2.1 吸附法	9-10
1.2.2.2 膜分离技术	10
1.2.2.3 萃取技术	10
1.2.3 生物化学法处理染料废水的研究进展	10
1.2.4 存在的问题及建议	10-11
1.3 壳聚糖的化学改性研究进展	11-17
1.3.1 壳聚糖的结构和性质	11-12
1.3.1.1 壳聚糖的结构	11-12
1.3.1.2 壳聚糖的物理化学性质	12
1.3.2 壳聚糖的化学改性	12-17
1.3.2.1 O-酰化和 N-酰化	13
1.3.2.2 羧基化	13-14
1.3.2.3 接枝共聚	14
1.3.2.4 交联	14-15
1.3.2.5 烷基化	15-16
1.3.2.6 羟基化	16
1.3.2.7 酯化	16
1.3.2.8 醚化	16-17
1.3.2.9 水解	17
1.3.2.10 缩合	17
1.4 壳聚糖及其衍生物作为吸附剂在水处理方面的应用	17-22
1.4.1 壳聚糖及其衍生物吸附金属离子的研究进展	17-18
1.4.2 壳聚糖及其衍生物吸附染料的研究进展	18-20
1.4.3 壳聚糖及其衍生物对卤素及低浓度游离酸的吸附	20-21
1.4.4 壳聚糖凝胶吸附蛋白质机理研究	21
1.4.5 结论	21-22
2 交联壳聚糖的制备	22-35
2.1 实验部分	22-25
2.1.1 仪器与试剂	22
2.1.2 制备原理	22-23
2.1.3 制备方法	23-24
2.1.4 分析测试	24-25
2.1.4.1 树脂含水率测试	24
2.1.4.2 树脂骨架密度、孔度值的表征	24
2.1.4.3 树脂对染料的饱和吸附量的测定	24-25
2.1.4.4 电镜观察	25
2.1.4.5 红外光谱分析	25
2.1.4.6 热重分析	25
2.2 结果与讨论	25-35
2.2.1 红外光谱分析	25-29
2.2.1.1 吸附染料后壳聚糖的红外光谱分析	25-27
2.2.1.2 交联壳聚糖红外光谱分析	27-28
2.2.1.3 吸附染料后交联壳聚糖的红外光谱分析	28-29
2.2.2 反应条件对交联壳聚糖性能的影响	29-33
2.2.2.1 甲醛用量的影响	29-30
2.2.2.2 甲醛反应时间的影响	30-31
2.2.2.3 环氧氯丙烷用量的影响	31
2.2.2.4 环氧氯丙烷反应时间的影响	31-32
2.2.2.5 液体石蜡用量的影响	32
2.2.2.6 乙酸乙酯用量的影响	32-33
2.2.3 形态分析	33-34
2.2.4 TG分析	34-35
3 交联壳聚糖对染料的吸附行为研究	35-48
3.1 原理	35-36
3.1.1 吸附理论	35-36
3.1.1.1 吸附等温线	35
3.1.1.2 吸附热力学原理	35-36
3.1.1.3 吸附动力学理论	36
3.2 实验部分	36-38
3.2.1 主要实验仪器与药品	36-37
3.2.2 实验步骤	37-38
3.2.2.1 交联壳聚糖用量对吸附染料的影响	37
3.2.2.2 溶液pH值对交联壳聚糖吸附染料的影响	37
3.2.2.3 吸附速率曲线测定	37
3.2.2.4 吸附等温线的测定	37
3.2.2.5 几种吸附剂吸附性能的比较	37-38
3.3 结果与讨论	38-48
3.3.1 交联壳聚糖用量	38-39
3.3.2 溶液pH值对吸附效果的影响	39-40
3.3.3 吸附动力学行为	40-43
3.3.3.1 不同染料对吸附时间的影响	40
3.3.3.2 温度变化对吸附时间的影响	40-42
3.3.3.3 吸附速率曲线	42-43
3.3.4 吸附热力学行为	43-46
3.3.4.1 吸附等温线	43-45
3.3.4.2 吸附热力学分析	45-46
3.3.5 吸附性能比较	46-48
4 结论与展望	48-50
致谢	50-51
参考文献	51-54
附录 A	54-59
附录 B	59-61

【DOI】

LunWen.ID:2.2008.88650



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