壳聚糖及其改性微球对酸性染料的吸附性能研究硕士学位论文

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1、中国海洋大学硕士学位论文壳聚糖及其改性微球对酸性染料的吸附性能研究姓名：易怀昌申请学位级别：硕士专业：环境科学指导教师：孟范平20090601壳聚糖及其改性微球对酸性染料的吸附性能研究摘要我国是纺织印染业的第一大国，而纺织印染业又是工业废水的排放大户，在我国各工业行业中，纺织印染业废水排放量为14．13×108讹，占全国工业废水统计排放量的第五位，而印染废水约为11．3×108t／“占纺织印染业废水的80％)，每天排放量在300×104～400×104t。印染废水具有水量大、水质复杂、有机物含量高、可生化性差、

2、碱性大、色度高等特点，直接排放将会造成严重的水环境污染。印染废水的处理方法很多，但是处理效果有所不同。吸附法是印染废水脱色处理的常见技术。近年来，人们研制开发了各种各样的吸附材料，在印染废水的处理上取得了较好的效果。壳聚糖即p．(1—4)．2．氨基．2．脱氧．D．葡聚糖，其大分子链上分布着许多．OH、．NH2基团，对活性染料、直接染料和酸性染料有强烈的吸附作用，另外，其来源丰富、无毒抗菌、可生物降解，将来可能实现工业应用。壳聚糖的衍生物对染料具有良好的吸附能力，主要吸附机理是离子交换、氢键作用和聚合物内部网状结

3、构所形成的物理吸附。兰纳洒脱酱红B(ABB)和尼龙山黄N．3IU(NYN)是两种国外进口的酸性染料，目前国内外尚未见到有关壳聚糖对这两种染料吸附脱色的相关报道。本研究采用壳聚糖作为吸附剂，通过静态吸附试验研究壳聚糖对两种染料废水的吸附性能，初步探讨壳聚糖的脱乙酰度、粒径、用量、吸附时间、温度、pH值、搅拌速率对吸附作用的影响，以获得最佳吸附条件，在此基础上确定吸附容量，并根据吸附等温线确定吸附类型。实验结果如下：在染料废水初始质量浓度为100mg／L、体积为50mL的条件下，壳聚糖对两种染料废水的最佳吸附条件：

4、壳聚糖脱乙酰度为75％，壳聚糖粒径为0．054～O．076mm，壳聚糖加入量为20．0mg，搅拌时间为2．0h，废水pH为6，搅拌速率为400r／min，ABB废水温度为10～30℃，NYN废水温度为20～50℃。在优化的最佳吸附条件下，壳聚糖对ABB和NYN的饱和吸附量分别为270．3m∥g和666．7m∥g。壳聚糖对两种染料的吸附与Freundlich方程和Lan舯uir方程均有很好的关联。为了增强壳聚糖的耐酸性，使其在低pH值时保持较高的吸附染料能力，利用多聚磷酸钠(TPP)和环氧氯丙烷(ECH)交联壳聚

5、糖，制备壳聚糖微球作为吸附剂，并采用正交试验方法优化制备条件。然后，研究微球对两种酸性染料兰纳洒脱酱红B(ABB)和尼龙山黄N．3I也(NYN)模拟废水的吸附性能，并探讨了微球的再生方法。结果表明，在下列条件下制备的壳聚糖微球耐酸性强、吸附效果好：CS浓度为1％，TPP浓度为1％，环氧氯丙烷与壳聚糖的摩尔比为l：1，交联反应温度为70℃，反应时间为6h；微球对两种染料的最佳吸附条件为：微球粒径为O．5mm，加入量为20．Omg，吸附时间为16h，pH值为3，振荡速率为150r／min，温度为20℃(ABB)和3

6、0～50℃(NYN)。微球对两种染料的吸附与FreuIldlich方程和Langmuir方程均有很好的关联，ABB和NYN的饱和吸附量分别达到714．29m∥g和769．23m∥g，比普通壳聚糖对两种染料的饱和吸附量分别提高443．99m∥g、102．53m∥g。对吸附饱和后的壳聚糖微球，用O．01mol／L的NaOH溶液进行解吸，再生率分别达到99．08％和99．35％，可以重复利用，节省脱色成本。关键词：壳聚糖；改性微球；吸附；酸性染料；兰纳洒脱酱红B(ABB)；尼龙山黄N．3IU(NYN)Thestudy

7、ontheadsorptionpropertiesofaciddyesbychitosanandchemicanymodifiedchitosanbeadsAbstractCllinaisthebiggestco嘶ryinthetextileindustrialintheworld，aIldthetextilewaStewatertal(esa伊eatproponionintheindustlywaStewater，thedischa唱eis14．13×108t，a，w11ichisthefifminindus

8、trialwaStewaterstatistics，Ⅵ11iletheemissionofp血Itinganddyeingwastewaterisabout11．3×108t／a(Ⅵ植choccupys80％ofthetextilewaStewater)，discharging300×l04～400×104teve巧dayWithhi曲waterVolume，complicatedwa