磁性羧甲基殼聚糖微球吸附劑的合成及其性能

李宏 譚仲軒 趙苑婷

天然聚合物殼聚糖（CS）具有環境友好、可生物降解、低成本等優點，在水處理吸附劑領域備受關注，但在酸性環境下因質子化而結構失穩的問題限制了它的應用[1]。其水溶兩性衍生物羧甲基殼聚糖（CC）能夠有效克服這個問題，并常被用于保鮮劑、化妝品和藥品等領域。此外，CC具有豐富的羧基、氨基、羥基等活性基團，為其提供了大量能與水中多種污染物結合的位點，故CC常用作廢水處理的吸附劑[2]。吸附劑的分離性能影響整個吸附過程的效率和效果，傳統的分離方法，如沉淀與過濾，難以同時保證分離的效率及經濟性[3]。為此，筆者將快速高效、低能耗、低成本的磁分離技術與經濟環保、活性基團豐富的生物材料吸附劑結合起來，通過CC包裹磁性納米級Fe3O4并與戊二醛進行交聯反應，制備了環保、低成本、合成簡便、易分離再生的新型吸附劑磁性羧甲基殼聚糖微球（MCCs），并研究其對水中染料結晶紫（CV）的吸附性能，以及處理印染廢水[4]的可行性和應用優勢。

通過反相乳液法合成了新型吸附劑MCCs。首先，向22 mL超純水中加入1.5 g CC和0.5 g Fe3O4，并混合攪拌3 h得到磁性混合液。在25 ℃下，將165 mL的環己烷和1.25 mL的司班80攪拌混合25 min后均勻加入上述混合液，再經過5 h的攪拌后得到水油懸浮液，升溫至50 ℃，向懸浮液中加入0.95 mL交聯劑戊二醛并反應1 h。最后，在外磁場中分離出黑色微球，用乙醇和水反復洗滌3次后，通過真空冷凍干燥至恒重，得到產物吸附劑MCCs。

對MCCs的表征分析顯示，其紅外光譜上1 634 cm-1、571 cm-1的峰對……