质子化改性交联壳聚糖的制备及其吸附硫酸根离子的性能

以壳聚糖为原料，甲醛为氨基保护剂，戊二醛为交联剂，采用反相悬浮交联法制备交联壳聚糖，再对其进行质子化改性得到质子化改性交联壳聚糖吸附剂。通过正交实验对该吸附剂的制备条件进行优化，并对其吸附水中硫酸根（SO₄^2-）的吸附等温特性和动力学进行研究，最后对制备和吸附过程进行能谱分析（EDS）并对吸附剂进行了再生实验。实验结果表明，交联反应的优化条件为：反应温度50℃、反应时间6 h、甲醛：戊二醛：壳聚糖为4.5：0.5：3（质量比）；该吸附过程符合Langmuir吸附等温模型，在25℃（298 K）下，吸附容量最大可达133.87 mg/g；吸附过程较好地符合拟二级动力学模型；EDS分析表明了交联反应、质子化改性和吸附反应均已发生；该吸附剂的再生性能良好，可以重复使用。     

质子化壳聚糖的除磷性能

壳聚糖是一类无毒无害的天然高分子絮凝剂,为了提高壳聚糖在污水处理中的除磷性能,采用硫酸溶液对壳聚糖进行质子化改性;考察了质子化度(硫酸溶液pH值)、吸附时间以及原水pH值对除磷效率的影响。研究结果表明,质子化度越大,总磷去除效率越高;在吸附时间为40～50 min的范围内,总磷去除率最大;原水pH值对质子化壳聚糖的总磷去除效率有明显影响,在质子化度较低时(硫酸溶液pH值≥3),随着原水pH值的增加,总磷去除率降低,在质子化度较高时(硫酸溶液pH值=2),在原水pH=6时,总磷去除率最大;质子化壳聚糖的吸附过程较好地遵循Lagergren准二级动力学模型和Langmuir吸附等温方程,吸附热力学参数ΔH<0,ΔG<0,ΔS<0,吸附过程表现为放热、自发的单分子层化学吸附过程。     

利用质子化的水杨醛接枝壳聚糖吸附水中硫酸根

以水杨醛（邻羟基苯甲醛）接枝壳聚糖为基础制备出质子化改性壳聚糖，研究其对硫酸根离子（SO24-）的吸附性能。通过静态吸附实验进行了吸附条件的优化以及吸附等温方程研究，用扫描电镜（SEM）和红外光谱（FTIR）对产物进行了表征，并对吸附机理进行了初步探讨。优化的吸附条件为：吸附时间为40min，SO24-溶液初始浓度500mg／L，pH值为5．0，反应温度为35℃；吸附等温方程研究表明，吸附过程符合Langmuir型，吸附容量为107．53mg／g。SEM和红外光谱分析表明：SO24- 主要是被吸附到壳聚糖的氨基上的。     

红壤中质子化及铝的溶解与质子缓冲之间的关系

 用平衡实验及动力学实验研究了我国南方4种红壤的表面质子化及铝的溶解与质子缓冲之间的关系.结果表明,由于游离氧化铁的含量、活性及对铝溶解反应位的掩盖程度等与质子化密切相关因素的不同影响,4种红壤的总H⁺消耗量和铝溶解量不同,宁海红壤和嵊县红壤的质子化程度及H⁺的总消耗量大于永春红壤和屯溪红壤;屯溪红壤铝的溶解量最大,宁海红壤铝的溶解量最小.尽管屯溪红壤铝的溶解量最大,但H⁺的总消耗量却最小.当红壤中氧化铁含量较高时,铝的溶解在H⁺消耗中只起次要作用,质子化过程是H⁺消耗的主要途径.     

质子化交联壳聚糖对水中高氯酸根的吸附特性研究

通过合成质子化交联壳聚糖,采用静态试验方法对水中高氯酸根(ClO4-)的吸附效果及机制进行了研究,考察了pH、温度和初始浓度对吸附过程的影响以及吸附剂的重复使用性能.结果表明,质子化交联壳聚糖吸附ClO4-过程属放热反应;当pH在3.0~6.0之间时,对ClO4-均有较好的吸附作用;随着ClO4-初始浓度的增加,吸附容量增加,当初始浓度为100 mg.L-1时,吸附容量在34.39~37.98 mg.g-1之间;当ClO4-为400 mg.L-1时,吸附容量达128.78 mg.g-1.质子化交联壳聚糖对水中ClO4-的吸附过程符合Langmuir和Freundlich等温吸附模型,ClO4-在质子化交联壳聚糖小球上的吸附过程中化学吸附为速率控制步骤.质子化交联壳聚糖小球可在pH为12.8的NaOH溶液中再生,反复使用10次其吸附容量无明显变化,表现出较好的吸附/解吸性能,这为有效地去除水中的ClO4-提供了新的方法.     

黑曲霉吸附弱酸性艳蓝RAWL机理研究

考察了黑曲霉对染料吸附性能的pH响应模式,红外光谱表征了菌体表面的主要官能团组成,化学修饰定量研究了不同官能团的染料吸附贡献.结果显示,在低pH条件下,菌体表现出最优的染料吸附特性:随着pH值由2.0升至6.0,染料吸附量由39.6mg/g降至9.3mg/g.菌体表面含有氨基、羧基和磷酸根.高pH下,羧基和磷酸根电离导致菌体表面带负电并与染料发生静电斥力,使得染料吸附量下降;低pH下,氨基的质子化使得菌体带正电并通过静电吸引提高染料吸附.甲基化氨基在酸性条件下仍然可以质子化,故氨基甲基化修饰后染料吸附性能不变;乙酰化氨基在酸性体系中失去质子化能力,乙酰化修饰菌体染料吸附性能下降51.6%.氨基质子化引起的菌体正电性和染料负电性之间的静电引力是染料吸附的重要机制.图6参10     

黑曲霉吸附弱酸性艳蓝RAWL的机理

为了研究黑曲霉吸附弱酸性艳蓝RAWL（简称染料）的机理，通过红外光谱和化学修饰的方法，考察了黑曲霉对染料吸附性能的pn响应模式，表征了黑曲霉干粉菌体表面的主要官能团组成及不同官能团对吸附染料的贡献。实验结果表明：在强酸性（pH不大于2）条件下黑曲霉对染料的吸附效果最好；黑曲霉干粉菌体表面含有氨基、羧基和磷酸根；经脂质脱除、磷酸根酯化修饰、羧基酯化修饰、氨基甲基化修饰后对染料的吸附性能不变，而乙酰化氨基在酸性体系中失去质子化能力，对染料的吸附性能下降51．6％，说明低pH条件下氨基质子化导致带正电的黑曲霉干粉菌体与带负电的染料之间的静电引力是吸附染料的重要原因。