聚乙烯亚胺修饰壳聚糖微球的制备及吸附性能

《聚乙烯亚胺修饰壳聚糖微球的制备及吸附性能》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、分类号：密级：UDC：编号：河北工业大学硕士学位论文聚乙烯亚胺修饰壳聚糖微球的制备及吸附性能论文作者：高慧学生类别：全日制学科门类：工学学科专业：生物化工指导教师：荆迎军职称：教授DissertationSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyforTheMasterDegreeofBiochemicalEngineeringPREPARATIONANDADSORPTIONPROPERTIESOFPOLY(ETHYLLENIMINE)MODIFIEDCHITOSANMICROS

2、PHERESbyGaoHuiSupervisor:Prof.JingYingjunMay2016河北工业大学硕士学位论文摘要壳聚糖是一种天然氨基多糖，分子中富含活性基团-OH和-NH2，是一种环境友好型吸附剂。为克服其酸性条件下易降解的特性，常制备成交联壳聚糖微球(CCS)用于吸附。但交联反应往往发生在吸附位点上，造成吸附量的下降。为增强CCS的吸附性能，本研究在其表面接枝聚乙烯亚胺（PEI），制备了一系列不同离子交换容量（IEC）的聚乙烯亚胺修饰壳聚糖微球（PEI-CCS），并对其吸附性能进行了研究。首先，进行

3、了PEI-CCS的制备，并对其进行了红外光谱、扫描电镜及X射线衍射等表征。结果表明，PEI-CCS微球表面光滑，平均粒径为85μm。交联反应主要发生在壳聚糖的氨基上，而接枝反应发生在交联剂的醛基上，接枝反应对微球的形貌无显著影响。修饰后，PEI-CCS的IEC随着PEI初始浓度的增大而显著增加，最高值达到1275μmol/g，远高于CCS的IEC（418μmol/g）。微球IEC的增加有助于提高其吸附能力。接着，研究了PEI-CCS对甲基橙和二甲酚橙的吸附特性。在酸性条件下PEI-CCS对两种染料的吸附量均高于C

4、CS。PEI-CCS对染料的最大吸附量随IEC增加而增大，具有最大IEC的PEI-CCS在303K时对甲基橙和二甲酚橙的最大吸附量分别为400.00mg/g和813.01mg/g。PEI-CCS对两种染料的吸附过程均符合拟二级动力学模型和Langmuir吸附等温模型。热力学分析表明PEI-CCS对两种染料的吸附过程均是自发进行的放热反应，降低反应温度有利于吸附反应的进行。另外，经7次吸附−脱附循环后，PEI-CCS仍然有很高的吸附量。最后，研究了PEI-CCS对十二烷基苯磺酸钠（SDBS）的吸附性能。结果表明，酸

5、性条件下，PEI-CCS的胺基质子化，带正电荷，能与溶液中的阴离子吸附结合，对SDBS有良好的吸附能力。吸附过程自发放热，可用拟二级动力学和Langmuir吸附等温模型很好地描述。PEI-CCS对SDBS的最大吸附量随IEC增加而增大，PEI-CCS-1275的最大吸附量为1487.61mg/g，是CCS最大吸附量（510.20mg/g）的2.92倍。吸附−脱附7次循环后，吸附量下降17.8%，说明PEI-CCS具有良好的重复利用性。关键词：壳聚糖微球，聚乙烯亚胺，甲基橙，十二烷基苯磺酸钠，吸附I聚乙烯亚胺修饰壳

6、聚糖微球的制备及吸附性能ABSTRACTChitosan,anaturalamino-polysaccharide,isanenvironmentalfriendlyadsorbentduetoitsabundantaminoandhydroxylgroups.Toavoidthedegradationinacidenvironment,thecrosslinkedchitosanmicrospheres(CCS)wasusuallypreparedfortheadsorption.However,thecros

7、slinkingreactionnormallyoccursatadsorptionsites,resultinginthereductionofadsorptioncapacity.Toenhancetheadsorptioncapacity,thesurfaceofCCSwasgraftedwithpoly(ethylenimine)(PEI)inthiswork.Consequently,aseriesofPEImodifiedCCS(PEI-CCS)withdifferentionexchangecapa

8、cities(IEC)wasobtained,andtheadsorptionperformanceofPEI-CCSwasstudied.Firstly,PEI-CCSwaspreparedandcharacterizedbyFouriertransforminfraredspectrum,scanningelectronmicroscopy,andX-raydiffr