磁性殼聚糖基復合微粒的制備及對兩種陰離子染料的吸附性能研究.pdf

1、學位論文學校代碼：10225學號：$15174磁性殼聚糖基復合微粒的制備及對兩種陰離子染料的吸附性能研究指導教師姓名：申請學位級別：論文提交日期：授予學位單位：王立娟教授碩士2015年4月東北林業(yè)大學王鵬東北林業(yè)大學學科專業(yè)：林產(chǎn)化學加工工程論文答辯日期：2015年6月授予學位日期：答辯委員會主席：論文評閱人：聾歲厶杉素大擎摘要摘要從印染、紡織、印刷、皮革，造紙等工業(yè)排放的染料廢水是工業(yè)廢水的主要來源，這些染料往往具有致癌、致畸、致突變

2、等特點，排放到環(huán)境中，會對水體生態(tài)系統(tǒng)和人類健康產(chǎn)生嚴重威脅。吸附法是處理這類染料廢水的一種簡便、快捷的方法?；钚蕴课絼┳鳛橐环N高效吸附劑在工業(yè)上具有廣泛用途，但是其價格昂貴、再生困難限制了其大規(guī)模使用。殼聚糖是天然甲殼素脫乙?；漠a(chǎn)物，資源豐富、價格便宜、安全無毒，對多種物質(zhì)具有良好的螯合吸附效果，將其制成磁性復合材料，能夠從水中快速分離，應用前景廣闊。本文以殼聚糖為原料，通過化學共沉淀一步法制備了磁性Fe304／殼聚糖復合微粒(M

3、CS)，利用掃描電子顯微鏡(SEM)、X射線衍射儀(XI①)、傅立葉變換紅外光譜儀(FTIR)和振動樣品磁場計(VSM)等對磁性樣品的表面形貌、官能團組成、晶型結(jié)構(gòu)、磁性能進行表征。結(jié)果表明制備的MCS微粒具有類蜂窩狀多孔結(jié)構(gòu)，制備過程中并未改變磁源物質(zhì)Fe304的晶型結(jié)構(gòu)，微粒表面的殼聚糖通過戊二醛成功的交聯(lián)在一起，磁性顆粒具有超順磁性，飽和磁場強度為333emu／g。研究了MCS對兩種陰離子染料剛果紅(CR)和活性翠藍(RTBG13

4、3)的吸附性能，考察了pH值、吸附劑用量、染料初始濃度、接觸時間、溫度和離子強度對吸附性能的影響。吸附動力學數(shù)據(jù)表明，準二級動力學模型能更好的描述兩種染料在MCS上的吸附行為，MCS對CR的吸附符合Langmuir吸附等溫線模型，對RTBG133的吸附符合Langmuir和Freundlich吸附等溫線模型，303K下，MCS對CR和RTBG133的最大吸附容量分別為18182mg／g和27027mg／g。通過范德霍夫方程計算了吸附熱力

5、學參數(shù)吉布斯自由能(AGo)、標準焓(△J妒)和標準熵(心)的變化，△∥和△∥為正值，AGo為負值，表明CR和RTBG133在MCS上的吸附是自發(fā)的吸熱過程，升高溫度有利于反應的進行。為了增加活性氨基的含量，以MCS為核，通過發(fā)散法在其表面接枝聚酰胺胺(PAMAM)樹枝狀分子，制備了PAMAM改性的磁性殼聚糖復合微粒(MCS／PAMAM)。SEM、FTIR、XRD、VSM等分析結(jié)果表明制備的MCS／PAMAM微粒仍然保持著MCS的類蜂窩

6、狀多孔結(jié)構(gòu)，PAMAM成功接枝在MCS表面，接枝過程中并未改變磁核粒子的晶型結(jié)構(gòu)，磁源物質(zhì)仍為Fe304，磁性顆粒具有超順磁性，飽和磁場強度為3623emu／g。以CR和RTBG133染料為模型，研究了溶液pH值、吸附劑用量、染料初始濃度、接觸時間、溫度和離子強度對MCS／PAMAM吸附性能的影響。吸附動力學符合準二級動力學模型，與Freundlich模型擬合結(jié)果相比，Langmuir等溫吸附模型能更好的描述吸附劑的平衡吸附行為，吸附屬