磁性殼聚糖基復(fù)合微粒的制備及對(duì)兩種陰離子染料的吸附性能研究.pdf

1、學(xué)位論文學(xué)校代碼：10225學(xué)號(hào)：$15174磁性殼聚糖基復(fù)合微粒的制備及對(duì)兩種陰離子染料的吸附性能研究指導(dǎo)教師姓名：申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：論文提交日期：授予學(xué)位單位：王立娟教授碩士2015年4月東北林業(yè)大學(xué)王鵬東北林業(yè)大學(xué)學(xué)科專(zhuān)業(yè)：林產(chǎn)化學(xué)加工工程論文答辯日期：2015年6月授予學(xué)位日期：答辯委員會(huì)主席：論文評(píng)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(lái)源，這些染料往往具有致癌、致畸、致突變

2、等特點(diǎn)，排放到環(huán)境中，會(huì)對(duì)水體生態(tài)系統(tǒng)和人類(lèi)健康產(chǎn)生嚴(yán)重威脅。吸附法是處理這類(lèi)染料廢水的一種簡(jiǎn)便、快捷的方法。活性炭吸附劑作為一種高效吸附劑在工業(yè)上具有廣泛用途，但是其價(jià)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(jià)格便宜、安全無(wú)毒，對(duì)多種物質(zhì)具有良好的螯合吸附效果，將其制成磁性復(fù)合材料，能夠從水中快速分離，應(yīng)用前景廣闊。本文以殼聚糖為原料，通過(guò)化學(xué)共沉淀一步法制備了磁性Fe304／殼聚糖復(fù)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(dòng)樣品磁場(chǎng)計(jì)(VSM)等對(duì)磁性樣品的表面形貌、官能團(tuán)組成、晶型結(jié)構(gòu)、磁性能進(jìn)行表征。結(jié)果表明制備的MCS微粒具有類(lèi)蜂窩狀多孔結(jié)構(gòu)，制備過(guò)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(guò)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(chǎng)強(qiáng)度為333emu／g。研究了MCS對(duì)兩種陰離子染料剛果紅(CR)和活性翠藍(lán)(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(shí)間、溫度和離子強(qiáng)度對(duì)吸附性能的影響。吸附動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)表明，準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型能更好的描述兩種染料在MCS上的吸附行為，MCS對(duì)CR的吸附符合Langmuir吸附等溫線模型，對(duì)RTBG133的吸附符合Langmuir和Freundlich吸附等溫線模型，303K下，MCS對(duì)CR和RTBG133的最大吸附容量分別為18182mg／g和27027mg／g。通過(guò)范德霍夫方程計(jì)算了吸附熱力

5、學(xué)參數(shù)吉布斯自由能(AGo)、標(biāo)準(zhǔn)焓(△J妒)和標(biāo)準(zhǔn)熵(心)的變化，△∥和△∥為正值，AGo為負(fù)值，表明CR和RTBG133在MCS上的吸附是自發(fā)的吸熱過(guò)程，升高溫度有利于反應(yīng)的進(jìn)行。為了增加活性氨基的含量，以MCS為核，通過(guò)發(fā)散法在其表面接枝聚酰胺胺(PAMAM)樹(shù)枝狀分子，制備了PAMAM改性的磁性殼聚糖復(fù)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(lèi)蜂窩

6、狀多孔結(jié)構(gòu)，PAMAM成功接枝在MCS表面，接枝過(guò)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(chǎng)強(qiáng)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(shí)間、溫度和離子強(qiáng)度對(duì)MCS／PAMAM吸附性能的影響。吸附動(dòng)力學(xué)符合準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)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