海洋科學(xué)畢業(yè)論文甲殼素對(duì)銩（iii）吸附行為及機(jī)理研究

1、<p><b>　　本科畢業(yè)論文</b></p><p><b>　?。?0 屆）</b></p><p>　　甲殼素對(duì)銩（III）吸附行為及機(jī)理研究</p><p>　　所在學(xué)院 </p><p>　　專業(yè)班級(jí)

2、海洋科學(xué) </p><p>　　學(xué)生姓名 學(xué)號(hào) </p><p>　　指導(dǎo)教師 職稱 </p><p>　　完成日期 年 月 </p><p><b>　　目錄</b>

3、;</p><p>　　摘要………………………………………………………………………………………...I</p><p>　　Abstract……………………………………………………………………………...........II</p><p>　　引言………………………………………………………………………………………....1.</p><p>

4、;　　1.實(shí)驗(yàn)部分…………………………………………………………………………………2.</p><p>　　1.1主要試劑及儀器………………………………………………………………….2.</p><p>　　1.2實(shí)驗(yàn)步驟及方法………………………………………………………………….3.</p><p>　　2.實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析..…………………………………………………………

5、…….............5.</p><p>　　2.1溶液介質(zhì)pH對(duì)分配比的影響…………………………………………..............5.</p><p>　　2.2甲殼素吸附銩（III）的等溫曲線的測(cè)定...……………………………………..7.</p><p>　　2.3甲殼素吸附銩（III）的平衡速率常數(shù)的測(cè)定………………………….........

6、....7.</p><p>　　2.4甲殼素吸附銩（III）的活化能測(cè)定……………………………………............12</p><p>　　2.5溫度的影響及熱力學(xué)函數(shù)測(cè)定…………………………………………............13</p><p>　　2.6紅外光譜分析及甲殼素吸附銩（III）的反應(yīng)機(jī)理探討...…………………….14</p>

7、;<p>　　2.7銩的解吸……………………………………………………………....................15</p><p>　　3.實(shí)驗(yàn)結(jié)論.……………………………………………………………………………….16</p><p>　　參考文獻(xiàn).………………………………………………………………………………….17</p><p>　　致謝..……

8、…………………………………………………………………………………18</p><p>　　【摘要】本文對(duì)甲殼素吸附銩的過(guò)程及甲殼素對(duì)銩的吸附行為進(jìn)行了研究?？疾榱巳芤航橘|(zhì)pH、溫度、吸附時(shí)間、甲殼素量等因素對(duì)吸附行為的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：甲殼素對(duì)銩的吸附在pH=4.93時(shí)為最佳。25℃時(shí)靜態(tài)飽和吸附量為319.2mg/g。用0.5mol/L的HCl溶液作為解吸劑，解吸率為97.6%；甲殼素對(duì)銩（III）表觀吸附活化

9、能Ea=6.96kJ/mol，表觀吸附速率常數(shù)k298=7.93×10-5s-1，測(cè)得熱力學(xué)參數(shù)分別為ΔH=16.54kJ/mol，ΔG=-0.50kJ/mol，ΔS=57.17J·mol-1﹒K-1，吸附行為服從Freundlich經(jīng)驗(yàn)式，并用化學(xué)和紅外光譜的方法探求甲殼素對(duì)銩（III）的吸附機(jī)理。</p><p>　　【關(guān)鍵詞】甲殼素；吸附行為；吸附機(jī)理；銩</p><

10、p>　　[Abstract]The adsorption behavior and mechanism of chitin for Tm are investigated. The effects of adsorption behavior of Tm in pH, temperature, time of adsorption, chitin’s quantity are measured. Tm is quantitativ

11、ely adsorbed by chitin in the medium of pH=4.93, the statically saturated adsorption capacity at 25℃ is 319.2mg/g. The elution rate of Tm(III) adsorbed by chitin is 97.6% with 0.5mol·L-1HCl. The apparent adsorption

12、activation energy of chitin for Tm is 6.96kJ·mol-1. The rate constant is</p><p>　　[Keywords]Chitin；Adsorption behavior；Adsorption Mechanism；Thulium</p><p><b>　　引言</b></p>

13、<p>　　近年來(lái)用功能高分子材料來(lái)吸附金屬元素是一個(gè)較為活躍的研究方向。用功能高分子材料來(lái)吸附金屬元素具有吸附能力大、操作方便、可再生、可重復(fù)使用等優(yōu)點(diǎn)。銩是大自然中存在的微量元素之一，它普遍用于機(jī)械生產(chǎn)制造中。銩元素與氧的配位力較大，因此試度通過(guò)甲殼素來(lái)吸附和分離溶液中的銩離子。甲殼素分子中的氨基，其它功能基團(tuán)能與銩進(jìn)行螯合，形成穩(wěn)定的螯合物，因此能有效的吸附銩離子。甲殼素對(duì)銩離子的吸附除了與本身的特性有關(guān)外，還與介質(zhì)p

14、H、溫度、甲殼素質(zhì)量等因素有關(guān)。同時(shí)，甲殼素對(duì)銩元素的吸附以及解吸性質(zhì)可為該甲殼素富集和提取銩元素以及該甲殼素在分析方法上的應(yīng)用提供理論依據(jù)，無(wú)論是對(duì)環(huán)境保護(hù)、自然資源的綜合利用，還是促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展都具有非常重要的意義[1-2]。</p><p><b>　　1.實(shí)驗(yàn)部分</b></p><p>　　1.1 主要試劑及儀器</p><p>

15、<b>　　1.1.1 甲殼素</b></p><p>　　粗制品由浙江大學(xué)提供，實(shí)驗(yàn)用的甲殼素經(jīng)指導(dǎo)老師改良處理。</p><p>　　1.1.2 銩標(biāo)準(zhǔn)溶液配制</p><p>　?。?） 2mg / mL的銩（Ⅲ）離子標(biāo)準(zhǔn)溶液：用電子天平準(zhǔn)確稱取一定量Tm2O3 于250mL容量瓶中，用蒸餾水稀釋至刻度線,搖勻；</p>&

16、lt;p>　?。?） 1mg / mL的銩（Ⅲ）離子標(biāo)準(zhǔn)溶液：用50.00移液管準(zhǔn)確移取50.00mL 2mg / mL的銩離子標(biāo)準(zhǔn)溶液于100mL容量瓶中，用蒸餾水稀釋至刻度線，搖勻；</p><p>　?。?） 0.02mg / mL的銩（Ⅲ）離子標(biāo)準(zhǔn)溶液：用移液管準(zhǔn)確移取1.0mL 2mg / mL的銩離子標(biāo)準(zhǔn)溶液于100mL容量瓶中，用蒸餾水稀釋至刻度線，搖勻；</p><p

17、>　　1.1.3 0.1%的偶氮胂（Ⅰ）溶液</p><p>　　用電子天平準(zhǔn)確稱取偶氮胂（Ⅰ）粉末1.00g于1000mL容量瓶中，用蒸餾水稀釋至刻度線，搖勻；</p><p>　　1.1.4 pH=4.00標(biāo)準(zhǔn)液 pH=6.86標(biāo)準(zhǔn)液</p><p>　?。?）分別取pH為4.00和6.86的試劑包，分別將其全部倒入燒杯中進(jìn)行溶解，并用玻璃棒進(jìn)行攪拌，使其

18、充分有效溶解。</p><p>　?。?）將兩只燒杯中溶解的pH試劑包溶液分別注入250ml容量瓶中，并加蒸餾水至250刻度線，并加蓋搖勻，定容，備用。</p><p>　　1.1.5 pH為4.00～6.30的HAc～NaAc緩沖溶液配制</p><p>　　根據(jù)公式pH=pKa-lgCHAc/CHAc，式中pKa=4.74，得出HAc和NaAc的體積關(guān)系。如下：

19、</p><p>　　表1.1.5 HAc～NaAc緩沖溶液的配制</p><p>　　Tab1.1.5 Buffer solution of HAc～NaAc－500mL</p><p>　　1.1.6配制pH=7.2的三乙醇胺-硝酸緩沖液約1000mL</p><p>　　（1）用量筒取84mL三乙醇胺，加水約至500mL；用量筒取

20、濃硝酸25mL，加水約至300mL</p><p>　?。?）先將pH計(jì)進(jìn)行校正，再對(duì)兩者混合液用pH計(jì)測(cè)定其pH值，通過(guò)三乙醇胺或HNO3調(diào)節(jié)pH值至7.2，棕色試劑瓶中備用。</p><p><b>　　1.1.7儀器</b></p><p>　　722S型分光光度計(jì)（上海精密儀器廠）</p><p>　　HWY—1

21、00C型恒溫培養(yǎng)振蕩器（上海智城有限公司）</p><p>　　pHS—3C型pH計(jì)（上海雷速精密儀器廠）</p><p>　　AN2171型電子天平（上海菁海儀器設(shè)備有限公司）</p><p>　　DHG-9053A型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱（上海精宏儀器設(shè)備有限公司）</p><p>　　1.2實(shí)驗(yàn)步驟及方法</p><p&

22、gt;　　1.2.1 pH計(jì)校正及實(shí)驗(yàn)使用</p><p>　　一．準(zhǔn)備三個(gè)200ml干燥干凈燒杯，分別量取一定量的pH標(biāo)準(zhǔn)液4.00及6.86，取少量的蒸餾水至于其中一只燒杯中；先將pH計(jì)進(jìn)行清洗，先用自來(lái)水沖洗，摘下pH計(jì)的套頭，對(duì)玻璃電極進(jìn)行沖洗，再將其放入裝有蒸餾水的燒杯中，浸泡幾分鐘后，取出并用干凈干燥的濾紙進(jìn)行吸干，使其干燥，便于下步實(shí)驗(yàn)操作；開(kāi)啟PH計(jì)，并先將PH計(jì)的玻璃電極以及導(dǎo)電電極至于pH為4

23、.00標(biāo)準(zhǔn)液中，使玻璃電極垂直浸入水中，如果顯示數(shù)值跟標(biāo)準(zhǔn)</p><p>　　液指示不一致，應(yīng)該用小螺絲刀擰動(dòng)左下方螺絲進(jìn)行必要的調(diào)節(jié)，使數(shù)據(jù)達(dá)到一致；另外，將導(dǎo)電電極浸入到pH位6.86的標(biāo)準(zhǔn)液里，此時(shí)顯示數(shù)值應(yīng)該不變，如有變化，同上一步調(diào)節(jié)操作，以達(dá)到調(diào)整一致為止。</p><p>　　二．用校正好的pH計(jì)進(jìn)行測(cè)定</p><p>　　①對(duì)緩沖溶液HAc～Na

24、Ac進(jìn)行測(cè)量，得出相應(yīng)數(shù)據(jù)，見(jiàn)上表。 </p><p>　?、趯?duì)配制的三乙醇胺-硝酸緩沖液進(jìn)行調(diào)節(jié)，使溶液pH達(dá)到實(shí)驗(yàn)要求，即pH=7.2</p><p><b>　　1.2.2實(shí)驗(yàn)方法</b></p><p>　　1.2.2.1 分析方法</p><p>　　取含銩（III）待測(cè)溶液0.5mL置于25.00mL的容量瓶

25、中，加入10mLpH=7.2三乙醇胺－HNO3緩沖液，1mL0.1%偶氮胂（I），加水至25ml; 搖勻，于波長(zhǎng)為683nm處用1cm比色皿，以試劑空白作參比測(cè)定吸光度A。,待測(cè)液吸光度值A(chǔ)x</p><p>　　1.2.2.2 靜態(tài)吸附平衡實(shí)驗(yàn)[4-5]</p><p>　　準(zhǔn)確稱取一定量預(yù)先處理過(guò)的甲殼素，置于碘量瓶中，加入一定體積pH=4.93的HAc～NaAc緩沖溶液，浸泡24h后

26、加入所需的1mg/mL銩（III）標(biāo)準(zhǔn)溶液，于恒溫培養(yǎng)振蕩器中振蕩至平衡，分析水相中銩（III）離子的殘余濃度，按下式計(jì)算分配比。</p><p>　　Ce=Ax*0.02/A0 Q=(C0-Ce)V/W D=Q/ Ce</p><p>　　式中：Q—平衡時(shí)甲殼素吸附銩的量，mg/g；</p><p>　　C0、Ce—初始和平衡時(shí)溶液中銩的質(zhì)量濃度，mg/m

27、L；</p><p><b>　　D—分配比；</b></p><p>　　V—溶液的總體積，mL；</p><p>　　W—甲殼素質(zhì)量，g。</p><p>　　1.2.2.3 解吸實(shí)驗(yàn)</p><p>　　稱取一定質(zhì)量的干甲殼素，加入pH=4.93的HAc～NaAc緩沖溶液和一定量的銩（III

28、）標(biāo)準(zhǔn)溶液，使液相總體積為30mL，平衡后測(cè)定吸光度，求出水相中銩（III）離子的殘余濃度，并求得甲殼素對(duì)銩（III）離子的吸附量。分出剩余水相，用pH=4.93的HAc～NaAc緩沖溶液沖洗甲殼素三次，再加入解吸劑（HCl溶液），振蕩平衡后，測(cè)得水相中銩（III）的濃度，求得解吸率。</p><p><b>　　2.實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析</b></p><p>　　2.1

29、溶液介質(zhì)pH對(duì)分配比的影響</p><p><b>　　實(shí)驗(yàn)步驟：</b></p><p>　　1.空白液配制：10mLpH=7.2三乙醇胺－HNO3，1mL0.1%偶氮胂（I），加水至25.0mL容量瓶刻度，搖勻定容。</p><p>　　2.標(biāo)準(zhǔn)液的配制：取0.02mg/mL金屬液0.5mL于25.0mL容量瓶中，加入10mLpH=7.2三

30、乙醇胺－HNO3，1mL0.1%偶氮胂（I），加水至25ml刻度,搖勻定容。</p><p>　　將空白液及標(biāo)準(zhǔn)液進(jìn)行分光光度分析，測(cè)得標(biāo)準(zhǔn)液吸光度值A(chǔ)0</p><p>　　3.準(zhǔn)確稱取15.0mg樹(shù)脂7份,用下列的緩沖液25.00mL浸泡一晝夜，加標(biāo)準(zhǔn)的金屬離子(1mg/mL)5mL </p><p>　　表2.1 T=298K 不同pH緩沖劑下測(cè)

31、得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)</p><p>　　Tab2.1 T=298K Under different pH slow granule measured experimental data</p><p>　　圖2.1 lgD與pH的關(guān)系</p><p>　　Fig2. 1 The relationship between lgD and pH</p>&l

32、t;p>　　4.待測(cè)液的配制：取7份樹(shù)脂，并根據(jù)圖表所示，分別向每個(gè)碘量瓶加入等量（25ml）不同pH值緩沖劑，經(jīng)過(guò)24小時(shí)浸泡后，并分別向每個(gè)碘量瓶加入等量（0.5ml）待測(cè)液??，并將7只碘量瓶放入恒溫?fù)u床中進(jìn)行搖晃，持續(xù)搖晃8天[6-7]，使其充分反應(yīng)。</p><p>　　5.搖晃完之后待靜態(tài)吸附平衡時(shí)，取錐形瓶上清液0.5mL于25.0mL容量瓶中，同實(shí)驗(yàn)步驟2操作。</p><

33、;p>　　并與上面操作1.2同時(shí)進(jìn)行分光光度計(jì)測(cè)定，得出相應(yīng)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并做記錄，見(jiàn)表2</p><p>　　利用靜態(tài)吸附平衡實(shí)驗(yàn)[4-5]公式：Ce=Ax*0.02/A0</p><p>　　Q=(C0-Ce)V/W D=Q/ Ce</p><p>　　6.根據(jù)圖表數(shù)據(jù)，由pH，lgD數(shù)據(jù)繪制介質(zhì)pH對(duì)分配比的影響，如上圖1</p><

34、p>　　可知：當(dāng)pH=4.93時(shí)，分配比最大，故以pH=4.93作為甲殼素吸附重金屬銩的最佳pH，此時(shí)最佳飽和吸附量為319.2mg/g.</p><p>　　2.2甲殼素吸附銩（III）的等溫曲線的測(cè)定</p><p>　　準(zhǔn)確稱取15.0mg、20.0mg、25.0mg、30.0mg甲殼素4份，在298K下，用pH=4.93緩沖液21ml分別浸泡24小時(shí)后加入9ml1mg/ml

35、銩標(biāo)準(zhǔn)液，放置到恒溫?fù)u床搖晃至平衡，取其每個(gè)溶液上清液0.5m了，同2.1實(shí)驗(yàn)第五步操作。按實(shí)驗(yàn)方法測(cè)得平衡濃度Ce，其中，C0=9/30=0.300mg/ml，并換算成相應(yīng)的吸附量Q (mg/g)，根據(jù)Freundlich等溫式Q=ac1/b ，lgQ=1/b(lgCe)+lga處理數(shù)據(jù)（b為Freundlich常數(shù)），以lgQ對(duì)lgCe作圖，得到良好線性關(guān)系，如下圖： </p>

36、<p>　　表2.2 等溫吸附曲線表</p><p>　　Tab 2.2 Freundlich isotherm curve table</p><p>　　圖2.2. 等溫吸附曲線圖</p><p>　　Fig2.2. Freundlich isotherm curve curve</p><p>　　該圖可以得到：由回歸

37、方程得相關(guān)系數(shù)R=0.955。由此可求得.Freundlich 常數(shù)b=1/0.4649=2.15。b值在2～10之間，表示甲殼素吸附銩離子的反應(yīng)是容易進(jìn)行的[8]。</p><p>　　2.3甲殼素吸附銩（III）的平衡速率常數(shù)的測(cè)定</p><p>　　準(zhǔn)確稱取15.0mg甲殼素3份，在溫度分別為298K，308K，318K，用pH=4.93緩沖溶液23ml浸泡24小時(shí)后加入7ml1

38、mg/ml銩標(biāo)準(zhǔn)液，c0=7/30=0.2333mg/mL的實(shí)驗(yàn)條件下，分別在298K,308K，318K恒溫條件下，每隔一定時(shí)間測(cè)定溶液中銩（III）的殘余濃度，直至達(dá)到平衡。同實(shí)驗(yàn)2.1方法測(cè)定其吸光度，將測(cè)得的一系列數(shù)據(jù)，經(jīng)體積校正后換算成相應(yīng)的吸附量，結(jié)果如表4。以Q對(duì)t作圖，得到以下曲線。</p><p>　　表2.3(1) 不同溫度時(shí)甲殼素吸附銩（III）的速率常數(shù)曲線表</p>&l

39、t;p>　　Tab2.3(1) Adsorption rate curve when T=298K 308K 318K</p><p>　　計(jì)算相應(yīng)Q，得出數(shù)值記錄上表。 </p><p>　　圖2.3(1)1：T=298K 甲殼素吸附銩（III）的速率常數(shù)曲線圖</p><p>　　Fig2. 3（1）1 T=298K Chitin adsorpti

40、on Tm3+doped the rate constant curve </p><p>　　圖2.3(1)2：T=308K 甲殼素吸附銩（III）的速率常數(shù)曲線圖</p><p>　　Fig 2.3（1）2 T=308K Chitin adsorption Tm3+ doped the rate constant curve</p><p>　　圖2.3(1

41、)3：T=318K 甲殼素吸附銩（III）的速率常數(shù)曲線圖</p><p>　　Fig2. 3（1）3 T=318K Chitin adsorption Tm3+ doped the rate constant curve</p><p>　　根據(jù)上圖可以算出吸附達(dá)到飽和容量一半時(shí)所需的時(shí)間t1/2，當(dāng)溫度分別為298K、308K、318K時(shí)，吸附達(dá)到飽和容量一半即Q1/2=159.6

42、mg/g時(shí)所需的時(shí)間t1/2分別為1.4h、1h、0.8h。</p><p>　　根據(jù)Brykina［9］提出的計(jì)算公式 </p><p>　　-ln(1-F)=kt</p><p>　　F=Qt/Q∞，Qt和Q∞分別為反應(yīng)時(shí)間t和平衡時(shí)單位質(zhì)量甲殼素的吸附量，可以求得吸附速率常數(shù)k。以-ln(1-F)對(duì)t作圖，-ln(1-F)與t在開(kāi)始階段成線性關(guān)系，說(shuō)明在該條件

43、下，吸附動(dòng)力學(xué)行為符合該方程，液膜擴(kuò)散為吸附過(guò)程的主控步驟[10]。</p><p>　　表2.3(2)1 T=298K甲殼素吸附銩（III）的速率常數(shù)的測(cè)定</p><p>　　Tab 2.3(2)1 Determination of rate constant when T=298K</p><p>　　圖2.3(2)1. T=298K甲殼素吸附銩（III

44、）的速率常數(shù)的測(cè)定 </p><p>　　Fig 2.3(2)1 Chitin adsorption Tm3+ doped the speed - constant curve </p><p>　　. 圖中直線斜率即為T=298K時(shí)表觀速率常數(shù)k 298=0.2691/3600=7.93×10-5s-1</p><p>　　改變溫

45、度，其它條件與上述相同，可分別得到308K和318K時(shí)-ln(1-F)與t的關(guān)系圖,如下： </p><p>　　表2.3(2)2 T=308K甲殼素吸附銩（III）的速率-常數(shù)的測(cè)定</p><p>　　Tab 2.3(2)2 Determination of rate constant when T=308K</p><p>　　圖2.

46、3(2)2 T=308K甲殼素吸附銩（III）的速率-常數(shù)的測(cè)定</p><p>　　Fig2.3(2)2 Chitin adsorption Tm3+ doped the speed - constant curve </p><p>　　圖中直線斜率即為T=308K時(shí)表觀速率常數(shù)k308=0.3049/3600=8.469×10-5s-1</p><p

47、>　　表2.3(2)3 T=318K甲殼素吸附銩（III）的速率-常數(shù)的測(cè)定</p><p>　　Tab2.3(2)3 Determination of rate constant when T=318K</p><p>　　圖2.3(2)3 T=318K甲殼素吸附銩（III）的速率-常數(shù)的測(cè)定</p><p>　　Fig 2.3(2)3 Chiti

48、n adsorption Tm3+ doped the speed - constant curve </p><p>　　圖中直線斜率即為T=298K時(shí)表觀速率常數(shù)k318=0.3075/3600=8.542×10-5s-1</p><p>　　將上面圖表結(jié)合起來(lái)，繪制如下：</p><p>　　表2.3(3) 不同溫度下，甲殼素吸附銩（III）的速率

49、-常數(shù)測(cè)定</p><p>　　Tab2.3(3) Different temperature, the chitin adsorption Tm3+doped the speed - constant determination </p><p>　　圖2.3(3) 不同溫度下，甲殼素吸附銩（III）的速率-常數(shù)測(cè)定曲線圖</p><p>　　Fig7 Diff

50、erent temperature, the chitin adsorption Tm3+doped the speed - constant determination curve</p><p>　　▲，■，◆三條趨勢(shì)線分別表示在T=298K、308K、318K時(shí)甲殼素吸附銩（III）的速率曲線。</p><p>　　2.4甲殼素吸附銩（III）的活化能測(cè)定</p>&l

51、t;p>　　根據(jù)Arrhenius公式[10]k=－Ea/2.30RT＋lgA,以lgk對(duì)1/T作圖，得圖：</p><p>　　表2.4 lgk與1/T的關(guān)系曲線</p><p>　　Tab 2.4 Relationship between lgk and 1/T</p><p>　　圖2.4 lgk與1/T關(guān)系曲線圖</p><p

52、>　　Fig 2.4 Usage of lgK and 1 / T specific curve</p><p>　　根據(jù)圖8，按照Arrhenius公式lgk=－Ea/2.30RT＋lgA,，可知-0.3636×103=，R=8.314J·mol-1·K-1，求得Ea=6.96kJmol-1。</p><p>　　2.5溫度的影響及熱力學(xué)函數(shù)測(cè)定&l

53、t;/p><p>　　準(zhǔn)確稱取20.0mg甲殼素3份，在pH=4.93，c0=0.167mg/mL條件下，改變溫度使甲殼素在設(shè)定溫度范圍內(nèi)（298K～318K）對(duì)銩（III）吸附達(dá)到平衡。以lgD對(duì)1/T作圖，結(jié)果如表10和圖9所示。</p><p>　　表2.5 溫度的影響及熱力學(xué)函數(shù)測(cè)定</p><p>　　Tab 2.5 Influence of temper

54、ature</p><p>　　同上述實(shí)驗(yàn)計(jì)算方法，可得數(shù)據(jù)填入上表。 </p><p>　　圖2.5 溫度的影響及熱力學(xué)函數(shù)測(cè)定圖</p><p>　　Fig 2.5 Influence of temperature curve</p><p>　　由上圖可知，升高溫度對(duì)吸附有利，因而吸附過(guò)程

55、是吸熱過(guò)程。K斜=-0.8636×103,截距為6.8768。根據(jù)lgD=-ΔH/2.303RT+ΔS/R，R=8.314J·mol-1·K-1</p><p><b>　　求得298K時(shí)</b></p><p>　　ΔH=16.54kJ/mol；</p><p>　　ΔS=57.17J·mol-1

56、83;K-1；</p><p>　　ΔG=ΔH-TΔS=16.54-0.298*57.17=-0.50kJ/mol<0</p><p>　　由于G<0，ΔH>0，表示從熱力學(xué)上看，說(shuō)明吸附反應(yīng)是化學(xué)吸附，吸附反應(yīng)是自發(fā)進(jìn)行的[11-12]。 </p><p>　　2.6紅外光譜分析及甲殼素吸

57、附銩（III）的反應(yīng)機(jī)理探討</p><p>　　由上面可以知道，甲殼素吸附銩（III）的ΔH>0，故吸附反應(yīng)為化學(xué)吸附，說(shuō)明該甲殼素的功能基與銩（III）結(jié)合形成了配位鍵。為進(jìn)一步證實(shí)上述推測(cè)，進(jìn)行了該甲殼素吸收銩（III）前后的紅外光譜測(cè)定。準(zhǔn)備吸附過(guò)銩（III）和未吸附過(guò)的甲殼素各一份，將最佳pH已吸附金屬離子的樹(shù)脂用對(duì)應(yīng)的pH清洗三到四次，在烘干箱里烘干10來(lái)天左右，同時(shí)未吸附金屬離子的樹(shù)脂也烘干同

58、樣天數(shù)，然后分別與KBr固體約以1：100的比例混合碾細(xì)，壓制成透明的薄片，分別進(jìn)行紅外光譜測(cè)定[2]</p><p><b>　　圖 2.6光譜圖</b></p><p>　　Fig2.6 IR spectrometry</p><p>　　結(jié)果表明：在3650～3200 cm-1 范圍內(nèi)出現(xiàn)伸縮振動(dòng)說(shuō)明有O-H基的存在，在1900～165

59、0 cm-1范圍內(nèi)出現(xiàn)伸縮振動(dòng)說(shuō)明有C=O基的存在，然而因氮原子的共軛作用，使C=O上的電子云更移向氧原子，C=O雙鍵的電子云密度平均化，造成C=O鍵的力常數(shù)下降，使吸收頻率向低波數(shù)位移。當(dāng)吸附銩（III）后，甲殼素的羥基化合物產(chǎn)生締合現(xiàn)象，O-H基的伸縮振動(dòng)吸收峰向低波數(shù)方向位移，在3400cm-1周圍出現(xiàn)一個(gè)寬而強(qiáng)的吸收峰。C=O鍵中的O與銩（III)發(fā)生了配位因而削弱了C=O鍵，從而發(fā)生了紅移[13].</p>&l

60、t;p><b>　　2.7銩的解吸</b></p><p>　　吸附方法同吸附實(shí)驗(yàn)，用吸附等量的銩（III）離子的甲殼素加入等體積的（0.1～1.0mol/L）HCl為解吸劑進(jìn)行解吸，振蕩平衡后測(cè)定水相的銩（III）的濃度[14-15]，結(jié)果見(jiàn)表12，其中以0.5mol/L的HCl解吸效果最佳，一次性解吸率達(dá)97.6%。</p><p>　　為考察HCl作為解吸

61、劑的實(shí)用價(jià)值，進(jìn)行解吸速率的測(cè)定。測(cè)得時(shí)間約為10min時(shí),解吸率為74.6%，20min時(shí)基本解吸完畢。從動(dòng)力學(xué)角度看，反應(yīng)容易進(jìn)行，因此HCl可望作為實(shí)用解吸劑。</p><p>　　表2.7 銩（III）的洗脫試驗(yàn)</p><p>　　Table2.7 The elution test of Tm3+</p><p>　　HCl濃度/mol·L-

62、1 0.1 0.2 0.3 0.5 1.0</p><p>　　解吸率% 84.6% 93.8% 955% 97.6% 86.2%</p><p><b>　　3.實(shí)驗(yàn)結(jié)論</b></p><p>　　1.試驗(yàn)表明，溶液的pH值對(duì)甲殼素吸附Tm3

63、+的影響較大，甲殼素對(duì)Tm3+的吸附在pH=4.93時(shí)最佳。靜態(tài)飽和吸附容量為319.2mg/g。用0.5mol/L的HCl作解吸劑，解吸率為97.6%。</p><p>　　2.甲殼素吸附銩（III）的過(guò)程服從Freundlich經(jīng)驗(yàn)式，且b值在2～10之間，吸附反應(yīng)易進(jìn)行，熱力學(xué)參數(shù)分別為ΔH=16.54kJ/mol，ΔS=57.17J·mol-1·K-1，ΔG=ΔH-TΔS=-0.50k

64、J/mol。表觀活化能Ea=6.96kJ/mol-1，速率常數(shù)k298=7.93×10-5s-1。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]李青仁,王月梅.微量元素銅與人體健康[J].微量元素與健康研究.2007.5(3)：61～62</p><p>　　[2]蔣挺大.甲殼素[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社

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