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磁性羧甲基殼聚糖微球吸附劑的合成及其性能

2020-12-15 06:57:13李宏譚仲軒趙苑婷
土木建筑與環(huán)境工程 2020年6期
關鍵詞:殼聚糖效率

李宏 譚仲軒 趙苑婷

天然聚合物殼聚糖(CS)具有環(huán)境友好、可生物降解、低成本等優(yōu)點,在水處理吸附劑領域備受關注,但在酸性環(huán)境下因質子化而結構失穩(wěn)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(tǒng)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(huán)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(huán)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(yōu)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(huán)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……

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