殼聚糖對稀土離子的吸附性能及其催化作用的研究.pdf

1、遼寧師范大學(xué)碩士論文 宋立民: 殼聚糖對稀土離子的吸附性能及其催化作用的 研究摘 要本文系統(tǒng)地研究了殼聚糖及其改性后的產(chǎn)物 MC G 磁性交聯(lián)殼聚糖) 對稀土離 子的 吸附 性能。 對于單純的 殼聚糖， 以L a 3 + , C e 3 十 、 N d 3 + ,E u 3 + 為例， 研究了 體系p H值、 稀土離子的初始濃度，時間 對其吸附性能的影響; 并繪制了吸附動力學(xué)曲線。由于在溶液體系中殼聚糖對稀土離子的吸附受體系p H值限

2、制較大，吸附平衡時間也較長，因而，我們通過交聯(lián)、磁性包埋將其制成 MC G吸附劑， 進(jìn)一步系統(tǒng)地研究了它的吸附性能。 對于M C G ， 研究了 其交聯(lián)度、 粒徑大小、 體系的p H值、 離子強度、初始離子濃度、合成 M C G的殼聚糖脫乙酞度、吸附時間、體系溫度對其吸附性能的影響，并繪制了吸附動力學(xué)曲線和吸附等溫線。結(jié)果表明:M C G 是粒徑為 3 -1 0 u m 的微粒，表面微孔 ( 大部分孔徑小于 l n m) 。其對稀土離子

3、的吸附性能受體系的溫度、離子強度的影響很小， 對 時間的依賴性也很小 ， 也就是說它對稀土 離子的吸附有很好 的動力學(xué)性能。 根據(jù)它的吸附等溫線， 其吸附屬于多種形式的吸附。 另外，M C G的解吸可在p H值為2 左右的硝酸溶液中進(jìn)行。此外，針對殼聚糖本身就有選擇氫化活性的特點，本論文還研究了體系溫度、壓力、反應(yīng)時間、催化劑用量、溶劑等對 以殼聚糖為載體的把催化劑對環(huán)戊二烯選擇加氫活性的影響。 結(jié)果表明環(huán)戊二烯的轉(zhuǎn)化率可達(dá)到 1 0

4、0 %，環(huán)戊烯 的選擇性和收率都達(dá)到 9 9 %以上 。關(guān)鍵詞:殼聚糖 稀土離子 吸附 環(huán)戊二烯 氫化遼寧師范大學(xué)碩士 論文 宋立民:殼聚糖對稀土離子的吸附性能及其催化作用的研究1 . 2 殼聚糖的結(jié)構(gòu)及其吸附原理[ 1 7 - 2 3 11 . 2 . 1 甲殼素和殼聚糖的化學(xué)結(jié)構(gòu)甲殼素的化學(xué)結(jié)構(gòu)和植物纖維素極其相似。都是六碳糖的多聚體，分子量都在 1 0 0 萬以上。纖維素的基本單位是葡萄糖，是由 3 0 02 5 0 0 個葡萄糖

5、殘基通過 1 , 4搪普鏈連接而成的聚合物。甲殼素的基本單位是乙酸葡萄糖胺，是由 1 0 0 0 - 3 0 0 。 個乙酸葡萄糖胺殘基通過 1 , 4糖昔鏈連接而成的聚合物。殼聚糖是 甲殼素脫乙酞化的產(chǎn)物， 因而殼聚糖的基本單位是葡萄糖胺。甲殼素和殼聚糖的 結(jié)構(gòu)圖如下:1 . 2 . 2 殼聚糖的吸附原理從殼聚糖的結(jié)構(gòu)圖中我們可以看出，殼聚糖含有輕基 ( -O H )和游離的氨 基 ( -N H 2 ) ，其分子結(jié)構(gòu)中每個基本單元

6、都連有一個伯氨基，氮原子上的孤對 電子可投入到金屬離子的空軌道中， 形成配價鍵結(jié)合， 因此它可以配合金屬離子;另外， 殼聚糖在酸性條件下， 其游離的氨基被質(zhì)子化， 使殼聚糖分子帶上了 正電荷，因而殼聚糖也可通過絡(luò)合、 離子交換作用對帶負(fù)電的染料、 蛋白質(zhì)、 氨基酸、核酸、酚等非金屬化合物進(jìn)行吸附。1 . 3 殼聚糖吸附劑、催化劑的發(fā)展?fàn)顩r( 2 4 - 6 8 1殼聚糖是從蝦蟹殼中制得的氨基多糖 ，它的氨基極易形成四級胺正離子，與弱堿性

7、陰離子有交換作用，不但對印染廢水能脫色， 而且對過渡金屬離子、 蛋 白 質(zhì)、 酶等有機物也有良 好的鰲合作用。目 前， 對殼聚糖吸附劑的研究己經(jīng)擴展到生物、醫(yī)學(xué)、環(huán)境保護(hù)、化妝品、藥學(xué)、農(nóng)業(yè)等諸多方面。對過渡金屬離子的吸附劑的研究主要有對鉆 ( I I ) .錳 ( 1 I ) , 鉻 ( I I ) 、銅 〔 I I ) 、 鋅 ( I I )等離子的 吸附研究: 對有毒及放射性的金屬離子的吸附劑的研究主要有汞 ( I I ) 、

8、鉛 ( I I ) ,鍋 ( I 1 ) 、 鈾 ( 1 1 1 ) , 針 ( 1 1 ) 等離子的吸附研究; 對貴金屬吸附劑的研究主要有 對鉑 ( n) 、銀 ( 工 ) 、金 ( I I )等離子的吸附研究。 但是對稀土離子的吸附劑的研究是非常少見的。 在醫(yī)療上殼聚糖用于吸附低級醇類、 蛋白質(zhì)的研究已見報道。另外，殼聚糖吸附劑對膽固醇、酶的固載化也有很多人在研究。然而，殼聚糖是 線性分子結(jié)構(gòu)的高分子物質(zhì)，在酸性溶液中會溶解 (