壳聚糖及其衍生物在工业废水处理中的应用研究进展

壳聚糖是一种对环境友好同时具有多种特性的天然高分子聚合物。以壳聚糖及其衍生物处理工业废水,安全无毒、可生物降解、无二次污染。对国内外近年来壳聚糖及其衍生物在印染、电镀、食品加工、造纸等工业废水处理方面的研究和应用进展进行了扼要的综述。     

羧甲基壳聚糖絮凝剂的研制及其应用研究

用氯乙酸对壳聚糖进行化学改性,制备了羧甲基壳聚糖(CMC),探讨了原料用量、反应温度及反应时间等因素对羧甲基取代度(羧化度DS)的影响,并用红外光谱(IR)对其结构进行了表征。海水的絮凝实验结果表明羧甲基壳聚糖能有效去除海水的浊度和化学需氧量(COD),最佳条件下浊度去除率可达到95%,COD去除率为55%左右。羧甲基壳聚糖在海水的絮凝处理中有良好的应用前景。     

羧甲基壳聚糖及复合絮凝剂对染料废水的脱色研究

用羧甲基壳聚糖（CMCTS）复合聚合氯化铝（PAC）对分子量较小的活性染料模拟废水进行脱色处理,结果表明,引入PAC作为助凝剂的脱色效果优于单纯使用CMCTS。处理染料废水的最佳pH为5,CMCTS的投加量为90mg／L,PAC的投加量为2．5mg／L,此优化条件下,染料废水的脱色率可达93．4％,COD去除率达88．5％。     

交联壳聚糖-CdS颗粒可见光催化脱色甲基橙研究

利用壳聚糖对金属离子的配位络合作用和吸附性能,模拟生物矿化仿生制备交联壳聚糖/CdS复合粒子。以甲基橙为处理对象,氙灯模拟可见光,研究了该复合材料对甲基橙的降解脱色性能。用Langmuir-Hinshelwood方程从动力学的角度,考察了不同催化剂浓度、甲基橙的初始浓度、反应体系的pH值、外加无机阴离子等对甲基橙降解脱色的影响。结果表明,该复合材料的吸附性能和光催化活性产生的协同作用能较有效促进甲基橙染料的脱色,在低质量浓度条件下可见光催化过程为假一级反应。光催化剂的最佳用量为1.5g/L,甲基橙降解的最佳pH为4.0。Cl-和Br-均对MO的光催化脱色起抑制作用,而NO3-的添加明显促进MO的光催化速率。     

壳寡／聚糖系列衍生物对铅离子的吸附研究

比较了9种壳寡/聚糖系列衍生物作为吸附剂对同一浓度铅离子的吸附,结果为交联香草醛壳聚糖（CTSV-G）〉香草醛壳聚糖（CTSV）〉羧甲基壳聚糖（CM-CTS）〉巯基化壳寡糖（O-CTS-SH）〉壳寡糖（O-CTS）〉香草醛壳寡糖（O-CTSV）〉壳聚糖（CTS）〉壳寡糖硫酸酯（O-CTSS）〉羧甲基壳寡糖（CM-O-CTS）;比较了同一吸附剂对不同浓度的铅离子的吸附率,其吸附率随着溶液浓度的升高而降低。研究了各吸附剂在铅、镉、铬金属离子竞争中对铅吸附的影响,结果表明各吸附剂对镉和铅离子的吸附效果最好,可达80%,对铬离子吸附较少,在40%左右。     

风浪作用下太湖改性沉积物对藻体絮凝去除效果研究

以壳聚糖改性的太湖原位沉积物为分散介质,应用Y-型再悬浮发生装置,通过定量模拟太湖常见的中等级别风情,研究再悬浮作用下,改性沉积物对蓝藻水华的絮凝去除作用.结果表明,在黏土加入量为0.2　g·L^-1,壳聚糖分别为0.100和0.150　g·L^-1,其蓝藻的去除率分别为93.55%和99.19%;在静止30 min后,壳聚糖加入量为0.15 　g·L^-1时,水体的浊度去除率达到78.60%;静止8 h后,水体的浊度去除率达到93.88%.同时,短期内壳聚糖的加入对水体中PO^3-₄-P有一定的去除作用.初步结果表明,在中风风情下,壳聚糖的加入量为0.15　g·L^-1时,能更有效地去除蓝藻.表明利用壳聚糖改性沉积物来絮凝沉降太湖水华藻体,具有较好的应用前景.对比研究表明,引入水动力强度和水柱高度定量模拟方法,在确定壳聚糖投加量絮凝除藻中,具有明显的方法优势.     

壳聚糖吸附酸性大红及Cu2+对吸附的增强作用

采用壳聚糖去除水中酸性大红,对壳聚糖吸附酸性大红的动力学、热力学以及溶液pH、盐浓度、外来Cu2+对吸附的影响进行了研究.准二级吸附动力模型、Langmuir、Freundlich及Dubinin-Radushkevich (D-R)方程分别用来对吸附动力学和等温线进行分析.结果表明,酸性大红在壳聚糖上的吸附是一个化学吸附控制的准二级动力学过程.Langmuir、Freundlich和D-R方程都能较好地描述吸附等温线.溶液pH和温度对吸附有较大影响,而氯化钠浓度对吸附的影响较小.对吸附热力函数的计算结果显示ΔH0<0,表明吸附是一个放热过程.由D-R方程计算的吸附自由能E为9.5~10.7 kJ.mol-1,表明吸附过程为离子交换化学吸附.Cu2+对吸附的影响结果显示Cu2+能显著提高壳聚糖对酸性大红的吸附容量,另外建立了Cu2+浓度与吸附量增加之间的数学模型.     

改性黏土去除水华束丝藻的研究

以采集自云南滇池的水华束丝藻(Aphanizomenon flos-aquae)为研究对象,分别用壳聚糖和聚合氯化铝对云南省常见的硅藻土进行改性,在实验室条件下研究两种改性黏土对水华束丝藻的去除效果。通过去除率的比较,得出两种改性黏土去除水华束丝藻的线性拟合方程。每毫升藻液壳聚糖改性硅藻土投加量(m L)与藻细胞光密度OD_(680)、叶绿素a质量浓度(mg/L)的关系分别为y=0.0377x-0.0014和y=0.009x+0.0002;每毫升藻液聚合氯化铝改性硅藻土投加量(m L)与藻细胞光密度OD_(680)、叶绿素a质量浓度(mg/L)的关系分别为y=0.0135x+0.002和y=0.0039x+0.002。壳聚糖改性硅藻土和聚合氯化铝改性硅藻土去除水华束丝藻的最适pH值范围分别为5~8、5~9,总氮(TN)去除率分别为39.77%、45.44%,总磷(TP)去除率分别为64.92%、78.01%。聚合氯化铝改性硅藻土去除水华束丝藻的最适pH值范围较宽,且其除藻过程中对TN、TP的去除率均较高。用透明溞(Daphnia magna)对其进行生态安全性试验,得出壳聚糖改性硅藻土和聚合氯化铝改性硅藻土除藻至48 h死亡率分别为30.77%、0。     

粉煤灰负载壳聚糖去除水中低浓度磷的研究

磷是富营养化限制因子,同时,中国主要能源是煤,每年会产生大量的粉煤灰废弃物;壳聚糖广泛存在于自然界,在水处理中的应用前景广阔。利用粉煤灰负载壳聚糖处理水中的磷既可以减少水中的污染物质,成本低,耗能少,又可以使固体废物得到有效的利用。实验中,以粉煤灰负载壳聚糖作为吸附剂,对磷酸盐的吸附进行了实验研究。讨论了废水的pH值、吸附平衡时间、吸附剂的投加量和吸附温度等各个因素对磷酸盐去除率的影响。研究表明:在粉煤灰负载壳聚糖的投加量为6 g/L、废水浓度为3 mg/L、吸附温度为30℃、吸附时间为30 min的条件下,P的去除率可达90%左右。     

接枝羧基壳聚糖的合成及其对重金属离子的吸附性能

以壳聚糖为基体,经环氧氯丙烷交联,制备了水不溶性交联壳聚糖,然后以Ｆｅ＾２＋－Ｈ２Ｏ２为引发剂,将丙烯腈单体接枝到ＣＣＴＳ分子骨架上,经皂化制得了水溶性接枝羧基壳聚糖聚合物。