cu_印迹壳聚糖交联多孔微球去除水溶液中金属离子

《cu_印迹壳聚糖交联多孔微球去除水溶液中金属离子》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第26卷第2期离子交换与吸附•103•离子交换与吸附,2010,26(2):103~110IONEXCHANGEANDADSORPTION文章编号：1001-5493(2010)02-0103-08*Cu(II)印迹壳聚糖交联多孔微球去除水溶液中金属离子石光胡小艳郑建泓孙丰强华南师范大学化学与环境学院，广州5106312+2+摘要：研究了以Cu为模板的壳聚糖交联多孔微球(Cu-CSCPM)对溶液中Cu的吸附性能，2+为该材料应用于去除废水、果蔬汁等有毒重金属铜离子提供理论基础。首先制备了Cu印迹壳聚糖交联多孔微球，并表征了微球的一些物理化学性

2、质；其次采用静态吸附法研究了该微球对2+Cu的吸附行为。结果发现，制得的微球表面多孔，含有活性-NH2，其含水量为69.59%，树3脂骨架密度为1.22g/cm，孔度值为73.68%，交联度为82.42%。初始浓度为60mmol/L、吸附2+温度40℃、pH=4.0时，Cu-CSCPM对Cu的饱和吸附容量为1.89mmol/g。Cu-CSCPM再生52+次对Cu仍然具有较高吸附容量。2+关键词：壳聚糖交联多孔微球；Cu模板；预交联；交联；吸附中图分类号：O636.1文献标识码：A1前言由于壳聚糖分子带有一定量胺基(-NH2)和羟基(-OH)，

3、通过离子交换和螯合作用[1~4]能选择性的吸附Cd(II)、Mn(II)、Pb(II)、Cu(II)、Ni(II)和Ag(I)等金属离子，在环境保护和水处理等领域有广泛的应用前景。然而，壳聚糖本身为线性高分子，在被处理溶液的pH值过低或在处理后进行金属离子的酸性解吸时，往往会因分子中的-NH2被质子化+(-NH3)而溶于水，造成吸附剂的流失，应用范围受到很大的限制，也不利于回收再利用。[5~7]为此，通常采用化学交联的方法改善壳聚糖的酸溶性。交联反应虽然解决了树脂强度和可重复使用性能，但也导致了吸附性能较未交联时差，其主要原因是交联反应往往发

4、生在活性较高的-NH2上，而-NH2上引入了其它的基团后增加了氮原子同金属离子配位的空间位阻。为了解决交联壳聚糖吸附能力下降的问题，近年来一种新的壳聚糖衍生物，即“交[8]2++2+2+2+联印迹壳聚糖”受到了重视。以Cu为交联壳聚糖的模板，对Ag、Zn、Mn、Fe、2+2+2+Cu、Cd、Co(硝酸铵溶液中)的溶液进行吸附，发现这种交联树脂与市售的Lewait[9][10]2+和TP-207亚胺基二乙酸型螯合树脂相比，选择性大大地提高。黄晓佳等以Zn为模板，合成了戊二醛交联壳聚糖树脂，通过对过渡金属离子吸附性能的研究，显示了该树脂*收稿日期

5、：2009年2月16日项目基金：国家自然科学基金(50503008)作者简介：石光(1973~),吉林省人,博士,副教授.E-mail:shiguang@scnu.edu.cn•104•IonExchangeandAdsorption2010年4月2+2+2+对Zn有较强的记忆功能，且对同族的Cd、Hg也有较高的吸附能力，而且在酸性条件下不会发生软化和溶解，重复使用性好。当壳聚糖与金属离子形成配合物时，由于配位键稳定性低，络合状态下的-NH2，-OH仍然有可能与交联剂发生反应，使金属离子印迹交联壳聚糖的吸附量与理论计算仍然有较大差距。本研究通

6、过先采用金属离子印迹使-NH2，-OH的空间位置被固定，之后甲醛预交联与-NH2形成西佛碱而使其得到有效保护，再利用环氧氯丙烷进行交联反应，最后通过酸性水溶液浸泡使印迹离子及甲醛脱除并使-NH2得到释放。实验结果表明，通过这样的实验设计能够有效提高交联壳聚糖的吸附性能。2实验部分2.1主要原料与仪器5壳聚糖(粘均分子量7.2×10，脱乙酰度95.3%)为食品级，浙江金壳生物化学有限公司；醋酸铜、冰醋酸、甲醛、环氧氯丙烷等其他试剂为AR级。用NikonSZM45-B1体视显微镜以1:1的比例观察所制微球的表面宏观形貌；用JSM-840型扫描电镜

7、观察Cu-CSCPM微球的表面微观形貌，微球表面喷金后拍照，加速电压为20kV；用FTIR-one傅立叶变换红外吸收光谱仪测试Cu-CSCPM的红外光谱；用UV2500型紫外分光光度计测量金属离子的浓度。2.2Cu-CSCPM的制备称取3g醋酸铜溶于125mL0.3mol/L的醋酸溶液中，待醋酸铜完全溶解后，称取5g2+壳聚糖溶于上述醋酸铜的醋酸溶液中，常温搅拌反应3h，得壳聚糖-Cu配合物溶液；将上述溶液注入滴液漏斗中，调整滴液漏斗末端与下方2.0mol/LNaOH溶液液面间距离为20cm；滴加成球，分离微球并洗涤至中性，再将该微球分散到8

8、0mL去离子水中，加入17.43mL37%甲醛溶液，在200r/min振荡恒温器中调节温度至40℃反应1h，阶段升温到60℃，每升温10℃反应1h；用2.0mol/