改性壳聚糖对电镀废水中重金属离子的吸附
壳聚糖改性吸附剂的制备及其在重金属污染的污水和土壤处理中的应用
壳聚糖改性吸附剂的制备及其在重金属污染的污水和土壤处理中的应用1.引言重金属污染是当前环境面临的重大问题之一，由于重金属对人体健康和生态系统的不行逆损害，如铅、镉、铬等重金属的超标排放已引起广泛关注。
因此，寻找高效且环境友好的重金属吸附剂是解决重金属污染问题的重要途径之一。
壳聚糖作为一种自然产物，因其生物可降解性、生物相容性和丰富的功能官能团，被广泛探究并用于吸附剂的制备。
本文将探究壳聚糖改性吸附剂的制备方法及其在重金属污染的污水和土壤处理中的应用。
2.壳聚糖改性吸附剂的制备方法2.1 壳聚糖的表面改性为了增强壳聚糖吸附重金属的能力，可以通过表面改性来引入新的官能团和增加吸附位点。
常用的改性方法包括酸碱处理、离子交换、硫酸化、降解与复合等。
2.1.1 酸碱处理通常将壳聚糖溶解在酸碱溶液中进行处理，如浓硫酸、氢氧化钠等。
通过酸碱处理，可以引入氨基、羟基等官能团，增加吸附位点，增强重金属的吸附能力。
2.1.2 离子交换利用阴离子交换树脂或阳离子交换树脂对壳聚糖进行交换处理，引入新的官能团。
例如，利用氯化铁等固定在壳聚糖表面的阳离子交换树脂，可以提高壳聚糖吸附重金属的能力。
2.1.3 硫酸化通过与硫酸等化合物反应，将硫酸基引入壳聚糖分子中，增加官能团，从而提高吸附能力。
2.1.4 降解与复合利用酶、酸、碱等方法将壳聚糖降解成低聚糖或单体，引入新的官能团，增强吸附性能。
同时，也可以将壳聚糖与其他材料复合，如氧化石墨烯、活性炭等，形成复合吸附剂，以提高吸附能力和稳定性。
2.2 吸附剂的制备和改性为了提高壳聚糖吸附剂的吸附能力和稳定性，可以将其与其他材料进行复合制备。
常用的复合方法包括原位合成、机械混合、共沉淀等。
2.2.1 原位合成在壳聚糖的合成过程中一同合成吸附剂材料，如纳米颗粒、金属有机框架等。
原位合成能够使吸附剂与壳聚糖充分结合，在吸附过程中具有较高的稳定性和吸附性能。
2.2.2 机械混合将壳聚糖与其他吸附剂材料进行机械混合，并经过干燥或固化来制备吸附剂。
壳聚糖对重金属离子Cu和Pb的吸附研究
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壳聚糖对重金属离子Cu和Pb的吸附研究作者：雷志丹雷琳李龙张晓青惠华英雷志钧
来源：《中国当代医药》2012年第14期
[摘要] 目的处理实验室废水中的重金属离子。
方法本文对壳聚糖对模拟废水中的微量重金属离子Cu和Pb的吸附进行了研究，确定了最佳吸附条件。
结果在实验室条件下，Cu2+的最佳pH = 9，Pb2+的最佳pH = 6，壳聚糖最佳用量均为10 g/L，最佳吸附时间均为20 min，温度均为常温，壳聚糖脱乙酰度均为85%。
结论壳聚糖对水中微量重金属离子有较好的吸附效果，可作为重金属离子的吸附剂用于实验室重金属离子废水的处理。
[关键词] 壳聚糖；重金属离子；吸附；Cu2+；Pb2+
[中图分类号] X703[文献标识码] A[文章编号] 1674-4721（2012）05（b）-0025-02。
壳聚糖及其衍生物对金属离子吸附研究进展
壳聚糖用作吸附剂除去水中微量 Cd2 + 的吸附条 件 ,唐兰模[23] 等进行了研究 ,结果表明在 Cd2 + 浓度小 于 40mg/ L ,pH 为 6～8 ,吸附时间 24h 的情况下对 Cd2 + 的吸附率可达到 99. 5 %以上 。同时 Pb2 + 、Zn2 + 的存在 会对 Cd2 + 的吸附有干扰作用 。壳聚糖与不同的交联剂 反应 ,对 Cd2 + 的吸附容量有很大变化 ,其顺序为 :戊二 醛交联壳聚糖 环氧氯丙烷交联壳聚糖 多烯多胺交
联壳聚糖[24] 。 侯明 [ 25 ] 等采用静态吸附法研究了环氧氯丙烷交联
壳聚糖对水中痕量 Hg2 + 的吸附行为 。实验结果表明 , 在 pH = 4～5 的条件下 ,以 KI 为络合剂 ,对 Hg2 + 的吸附 率在 96 %以上 。为克服壳聚糖交联后吸附容量降低的 缺陷 ,庄华[26]等在戊二醛与壳聚糖交联后分别引入二 乙烯三胺 、三乙烯四胺 、四乙烯五胺和多乙烯多胺制得 多乙烯多胺的交联壳聚糖螯合树脂 ,其对 Hg2 + 的吸附 容量依次为 :3. 95 、4. 39 、4. 10 、4. 03mmol/ g。
Zn、Cd、Hg 同属于 ⅡB 族元素 ,金属离子本身及其 化合物均具有一定的毒性 。日本的“骨痛病”和“水俣 病”分别是典型的镉中毒及汞中毒案例 。
欧阳明[18]等用红外光谱 、光电子能谱对壳聚糖与 Zn2 + 的螯合机理进行了探讨 ,结果表明配位原子是 NH2 中的 N ,壳聚糖分子链上的 - OH 没有参与配位反 应。
Catherine[30] 很早就研究了壳聚糖对 Cr3 + 的吸附 , 其吸附容量达 0. 25mmol/ g。陈鹏[31 - 32] 等研究表明壳 聚糖对 Cr3 + 有较强的吸附能力 ,吸附模型很好的符合 Langmuir 方程 ,饱和吸附容量为 75. 23mg/ g。
高岭土改性壳聚糖对废水中铜离子吸附效果
D O I：10.3969/j.issn. 1004-6755.2018.05.001高岭土改性壳聚糖对废水中铜离子吸附效果李俭平，王小瑞(河北农业大学海洋学院，河北秦皇岛066003)摘要：利用高岭土与壳聚糖2种天然材料，通过高岭土来改性壳聚糖，用于处理废水中重金属铜。
实验结果表明：在铜离子初始浓度为0.2m g/L,壳聚糖与高岭土的配比为0.1,搅拌吸附反应时间为30m in,吸附剂质量浓度为1.2g/L,溶液p H值为6时，对铜离子的去除效果最佳。
与单一材料相比较，制备的高岭土改性壳聚糖对铜离子的去除能力强，且用量少。
关键词：高岭土；改性壳聚糖；铜离子；吸附效果随着近代工业的发展，大量的工业废水未经处理就排放到自然水体中，这为我们的水体环境带来了巨大的威胁；同时，也浪费了大量的有用的 离子和各种物质。
为了环境的保护和有用物质的 回收利用，需要将工业废水处理后再排放。
我们 主要用物理吸附、化学沉淀及生物法等1水处理 方法来治理和回收废水中的重金属离子。
物理吸 附法是一种既简便又适用的方法。
壳聚糖对人体和自然环境没有影响，属于无 害化学物质，能与金属离子发生螯合反应达到吸附去除的效果。
壳聚糖分子中含有大量的一 N H2和一O H基团，壳聚糖不溶于水，对水没有污染，成为一种人们常用的吸附水中重金属离子的材料。
但是壳聚糖对水中的重金属离子的去除 不是完美的，壳聚糖分子中的一N H2在p H较低 的水溶液中易形成铵根离子，破坏壳聚糖的物理结构，导致大量吸附剂的流失。
所以，人们一般通 过对壳聚糖进行改性来达到保持壳聚糖的稳定性 和更好的吸附去除率的目的。
改性壳聚糖吸附金属离子已有较多研究[2—6]，本研究中采用高岭土改性壳聚糖，高岭土 是一种主要成分为高岭石的多孔性材料，其中高 岭石含量一般在90%以上。
高岭石属于1:1型 层状二八面体的硅酸盐矿物[7]，其中含有大量的AI2O3、SiO2,小量的 Fe2〇3、TiO2 及微量的 K2O、N>O X a O和M g O D8。
壳聚糖复合材料在工业废水中的吸附作用
壳聚糖复合材料在工业废水中的吸附作用随着工业的迅速发展，大量工业废水被排放到河流中，对环境造成污染。
工业废水中的重金属、有机物具有难降解性和高毒性，可在生物体内累积，随着食物链的循环对人体造成危害。
当前常见的水处理方法有沉淀法、离子交换法、生物处理法、膜分离法等，吸附法以其成本低、设备简单、易于操作、环境友好而被广泛应用。
为减少工业废水对环境的危害，同时有效回收金属和有机资源，本文介绍壳聚糖复合材料作为吸附剂的研究现状和存在的问题，以及对工业废水的处理效果。
一、壳聚糖壳聚糖是从虾蟹等中提取的天然碱性高分子多糖，是甲壳素经脱乙酰作用的产物，难溶于水和碱性溶液，可溶于酸。
其分子中含有大量的-OH和-NH2等功能基团，通过氢键形成网状的笼形分子。
由于壳聚糖来源丰富、无毒、易于生物降解，不易造成二次污染等优点，是典型的环境友好吸附材料。
但壳聚糖在酸性条件下有不稳定、易溶解等缺陷，限制了它的广泛使用。
采用与其他无机或有机材料进行复合，不仅可弥补壳聚糖的不足，还可以增强吸附剂的机械强度，增大其比表面积、提高吸附位点数、增加选择性，使其有更好的吸附和富集效果，以获得更广阔的开发应用前景。
二、各种壳聚糖复合材料对工业废水的吸附作用2.1壳聚糖/粘土类复合材料壳聚糖/粘土类复合材料粘土类物质包括膨润土、沸石、粘土等，这类物质具有特殊的微孔结构和较大的比表面积，且价格低廉，与壳聚糖复合可增加机械强度和吸附能力，同时降低成本。
苏建花等制备壳聚糖复合碱改性膨润土用于处理水中的Cr(Ⅵ)，在25℃，pH=3.0，50mgL1的Cr(Ⅵ)溶液20mL条件下，该复合材料对Cr(Ⅵ)的吸附量达1.06mgg1。
李增新等采用沸石-壳聚糖复合材料去除废水中的镍离子，在镍离子浓度为40mg/L，投加量14g/L条件下，镍离子的去除率达到96%以上。
AngeeBee等制备了磁性粘土/壳聚糖复合材料，用来去除水溶液中的亚甲基蓝。
对100mg/L的亚甲基蓝溶液，pH在3~12范围内，该磁性吸附剂保持较高的吸附水平;当pH为9.9时，吸附量可达82mg/g。
壳聚糖对废水中汞离子吸附作用研究
壳聚糖对废水中汞离子吸附作用研究作者：罗杨来源：《西部论丛》2018年第08期摘要：含汞废水的去除技术是目前环境保护领域研究的热点问题。
本文以高分子多糖类化合物壳聚糖为原料来处理某化工企业废水中的汞离子，考察了吸附剂浓度、吸附时间以及pH值对处理结果的影响。
得出壳聚糖浓度为0.05%，吸附时间15min，pH值为5时，汞离子吸附效率最好。
关键词：壳聚糖废水汞离子吸附随着社会和经济的快速发展，化工行业也得到了突飞猛进的进步。
基于目前国家对环境保护的重视，废水处理是化工企业面临的主要难题[1]。
汞离子是废水中常见的有毒有害重金属离子，一旦排入外界环境，会给整个生物链带来不可逆转的危害。
国家环保机构规定废水排放标准为0.05mg/L[2]。
近几年，汞离子去除技术发展速度较快，包括絮凝法、沉淀法、蒸发技术等[3]。
壳聚糖是经甲壳素脱乙酰化反应的产物，作为一种高分子多糖类化合物，分子中含有大量氨基和羟基，容易与重金属离子发生络合反应，产物为絮状沉淀，经过滤操作后可以有效降低水中重金属离子含量[4-5]。
然而实际操作过程中，吸附剂浓度、吸附时间和pH值均会对处理结果产生影响。
1 仪器与试剂1.1所用仪器原子分光光度计测量条件为负高压270V，灯电流8mA，400mL/min载气量。
1.2 实验试剂。
0.02%醋酸水溶液；壳聚糖；汞离子标准储备液，某化工厂工业废水试样2 实验过程取某化工厂所排出的工业废水，加入壳聚糖溶液，在振荡器上充分震摇，过滤后测定吸附前后废水中汞离子浓度，计算吸附率。
考察壳聚糖溶液浓度，吸附时间和pH值对废水中汞离子吸附效率的影响。
3 吸附机理壳聚糖吸附汞离子的化学反应机理是：甲壳素经脱乙酰化反应后生成的产物是壳聚糖，壳聚糖直链分子中含有大量的氨基和羟基，在酸性水溶液中，氨基上的孤对电子容易吸附带正电荷的汞离子，通过螯合作用捕捉金属离子。
壳聚糖吸附重汞离子后生成絮状的凝胶，沉淀后经过过滤步骤，可以将重金属汞离子从废水中分离出来。
壳聚糖对实验室废水中Zn2+最佳吸附条件的研究
壳聚糖对实验室废水中Zn2+最佳吸附条件的研究目的探讨壳聚糖吸附处理重金属离子Zn2+的最佳工艺条件，以及再生后对其吸附性能的影响，以便为实际应用提供参考。
方法建立实验室模拟废水，并采用壳聚糖对模拟废水中的微量重金属离子Zn2+进行吸附试验，观察不同pH 值、壳聚糖用量、时间、温度下最佳吸附效果。
结果在实验室条件下，壳聚糖对Zn2+最佳吸附条件是Zn2+溶液pH为6，壳聚糖用量为0.4 g，时间30 min，温度为35℃。
结论壳聚糖对水中微量重金属离子有较好的吸附效果，可作为重金属离子的吸附剂用于实验室重金属离子废水的处理。
标签：壳聚糖；重金属离子；吸附；Zn2+壳聚糖（Chitosan）是甲壳素N-脱乙酰基的产物，又称脱乙酰甲壳素，是一种聚氨基葡萄糖线形高分子物质，其学名是β-（1-4）-2-氨基-2-脱氧-D-葡萄糖，其结构式见图1，一般而言，N-乙酰基脱去55%以上的就可称之为壳聚糖[1-4]。
壳聚糖作为絮凝剂，具有天然、无毒、可降解的性质。
壳聚糖的大分子链上分布着许多羟基、氨基及一些N-乙酰氨基，可在酸性溶液中形成高电荷密度的阳离子聚电解质[5-8]，也可借助氢键或离子键来形成类似网状结构的笼形分子，其分子中的氨基和氨基相邻的羟基与许多金属离子能形成稳定的螯合物，从而络合去除许多有毒有害的重金属离子[9-11]。
因此，壳聚糖被认为是很有潜力的有机絮凝剂之一。
1 仪器与试剂1.1 仪器电子天平，循环水真空泵SHZ-DⅢ，电热恒温水箱HHW21-420。
1.2 试剂壳聚糖（AR），ZnSO4（AR），EDTA（AR），NaOH（AR），EBT（AR），二甲酚橙（AR）。
2 实验方法与结果2.1 溶液的配制精密称定EDTA 0.010 0 g，溶于100 mL容量瓶中，配成0.01%的EDTA溶液；精密称定ZnSO4 0.100 0 g，溶于1 000 mL容量瓶中，配成0.01%的ZnSO4溶液。
不同官能团改性壳聚糖吸附重金属的研究进展
不同官能团改性壳聚糖吸附重金属的研究进展不同官能团改性壳聚糖吸附重金属的研究进展摘要：随着环境污染的日益加剧，重金属污染问题变得越来越突出。
为了解决这一问题，吸附技术是一种简单、高效的修复手段。
而壳聚糖作为一种天然、无毒、生物降解性强的材料，近年来受到了广泛关注。
本文通过归纳总结过去关于不同官能团改性壳聚糖吸附重金属的研究，分析了各种官能团在改性过程中对壳聚糖吸附性能的影响，提供了一些有助于今后研究的思路和方法。
关键词：官能团，改性，壳聚糖，吸附，重金属1. 引言近年来，重金属污染已经成为世界范围内的环境问题之一。
重金属污染对环境和人类健康造成了严重影响，因此急需探索有效的修复途径。
吸附技术因其操作简单、成本低廉、吸附能力强等优点而成为一种广泛应用于重金属污染修复的技术手段。
在吸附剂的选择中，壳聚糖因其天然、无毒、生物降解性强的特点，受到了研究人员的广泛关注。
2. 不同官能团改性壳聚糖的方法壳聚糖的表面是由许多官能团组成的，这些官能团可以通过物理或化学方法进行改性，以增强其吸附能力。
常用的改性方法包括酰化、取代反应、交联反应等。
通过这些方法，壳聚糖的官能团可以得到一定程度上的增加或改变。
3. 不同官能团改性壳聚糖吸附重金属的研究进展3.1 氨基改性壳聚糖氨基改性壳聚糖是一种常见的改性方法，它通过引入胺基官能团来增加壳聚糖表面的活性位点。
胺基改性壳聚糖具有一定的吸附能力和选择性，可以用于吸附一些特定重金属离子。
3.2 羟基改性壳聚糖羟基改性壳聚糖是另一种常见的改性方法，它通过引入羟基官能团来增加壳聚糖表面的亲水性。
羟基改性壳聚糖吸附重金属的机制主要是通过静电作用和络合作用实现的。
3.3 硫酸/磺酸改性壳聚糖硫酸/磺酸改性壳聚糖是通过引入硫酸或磺酸官能团来增加壳聚糖表面的亲电性。
硫酸/磺酸改性壳聚糖吸附重金属的机制主要是通过静电作用和离子交换作用实现的。
4. 不同官能团改性壳聚糖吸附重金属的研究进展已有研究表明，不同官能团改性壳聚糖对重金属的吸附能力和选择性有着明显的差异。
壳聚糖对金属离子吸附性能改性的研究进展
醚 ; Peng Chang- hong 等[ 9] 用壳聚糖与 15 冠醚 与二苯 并 18 冠
冠 醚 树 脂; 刘 玉 红 21 冠 7 反应
6 反应 制得冠 醚交 联壳 聚
糖 : Xin- huTang
等与 4 - 苯甲酸
制得席夫碱基新型壳聚糖。上系列的冠醚交联壳聚 糖兼有壳聚糖和冠醚的双重结构与功能 , 在金属离子 的分离富集、 工业废水处理中具有广泛的应用前景。 1. 2 模板合成法 模板合成法是指壳聚糖交联前用模板离子保护 吸附活性基团 , 交联反应完毕; 用酸或碱脱去模板离 子恢复吸附反应活性基团。该方法具有较强 的 记 忆 和 识别 能力 , 较交联法有一定的优越性。 曲荣君等[ 12] 以 Ni( ) 和 Cu( ) 为模板剂, 合成 了一系列模板离子含量不同的乙二醇双缩水甘油醚 交联壳聚糖树脂, 对金属离子有一定的吸附选择性 , 但交联剂的制备过程繁杂; InoueK. 等[ 13] 采用 Cu 板聚合的方法制得交联壳聚糖, 对 Cu( 量没有明显增加; 在此基础上, 程发等 甲基壳聚糖与 Cu( 脱 Cu( 对 Cu(
( Department of applied Chemistry, East China Institute of Technology, Jiangxi Fuzhou 344000) Abstract Chitosan has been widely applied on the industry of effluent treatment owing to its good adsorptive characters
羟基的亲核性与二 5和
后, 包覆在硅胶基质表面, 结果表明 , 对 Ni( 文
[5]
冠 5 氯代乙酸酯冠醚反应制得乙酸酯冠 6 反应 制 得 壳 聚 糖
壳聚糖吸附重金属离子Cu_机理研究
摘要 本文研究了 25℃, p H 值 6. 4 和 4. 6 时, 壳聚糖吸附 C u (¦) 的等温线。
表明较低浓度时, 吸附等温线与 朗格缪尔吸附等温线相似, 为单分子层吸附。
实验发现在壳聚糖吸附过程中发生 H + 与 C u (¦ ) 竞争反应, 溶液 偏中性时有利于吸附, 偏酸性时有利于脱附关键词 壳聚糖吸附等温线 C u (¦ )壳聚糖是从蟹、虾壳中提取制备的天然高分子聚合物, 在处理食品工业、电镀工业、 染色工业废水中起吸附、絮凝剂作用, 性能良 好, 应用前景广阔。
其制备应用研究在国内外均有报导1 ～ 2, 而对其水处理中的作用机理 却报导极少, 本文对此作了一些探讨。
实验在 250m l 碘量瓶中放入 0. 1000 克壳聚 糖, 和 50. 0m l 不同浓度的 C u (N O 3 ) 2 原始吸 1 附溶液, 溶液的 pH 值分别调至 6. 4 和 4. 6。
将 该 碘 量 瓶 置 于 25 ± 0. 1℃的 超 级 恒 温 槽 中, 每 30m i n 振荡一次, 吸附时间为 24h , 实 验中控制吸附液的 pH 值恒定, 用 0. 30m o l ƒ图 125℃时铜离子 C u ( ¦) 在壳聚糖上吸附等温线 L HN O 3 和 0. 10m o l ƒL N aO H 溶 液 进 行 调 节。
原始吸附液和平衡吸附液中 C u (¦ ) 浓度用 722 型分光光度计测定。
溶渡 pH 值用精 密 pH 试纸测定。
所用试剂均为分析纯, 溶液 用二次蒸馏水配制。
结果与讨论2 2. 1 壳聚糖对 C u (¦ ) 吸附等温线由实 验 数 据 作 #～ C c u (¦ ) 平 衡 图 ( 见 图1)。
(C c u (¦ ) 始- C c u (¦ ) 平衡·V 其中 # = 3图 225℃时铜离子 C u (¦ ) 在壳聚糖上的吸附W 壳聚糖由图 1 可 知, 当 C u ( ¦ ) 平 衡 浓 度 小 于0. 052g ƒL 时, 吸附等温线与朗格缪尔吸附等温线十分相 似, 说 明 C u ( ¦ ) 平 衡 浓 度 较 低时, 吸附为单分子层。
改性壳聚糖在重金属离子吸附方面的研究进展
合 的几 率就 会更 大 ， 因而 吸 附性能更 强 。 赵春 禄 － 等用 硫 氰 酸铵 与 氯 乙酸 与 壳 聚糖 分 子 ６ Ｊ
上 的氨基反应 生成 具 有硫 脲 基 和 羧基 双官 能 团 的改
性 壳聚糖 ， 然后 使 之形 成 网 状微 孔 结 构 ， 普通 改 性 与 壳 聚糖 微粒状 树脂 相 比 ， 比表 面积增 长 了 ｌ 倍 ， 大 ８ 使
宋 江选 梁 兴 泉 李 克 文 郑 安 雄 卢 发 燕
（
摘 要 本 文 综 述 了近 年 来 壳 聚糖 在 金 属 离 子 吸 附 方 面 的 研 究 进 展 ， 主要 介 绍 了壳 聚糖 的 改 性 方 法 和各 种 改 性壳 聚
仅硫 脲 基和羧 基可 与金属 离子螯 合 ， 而且 孔 内表 面上 吸 附位点 的大量 增 加 有效 提高 了其 吸 附能 力 。在 处
理模 拟 含 Ｃ ２ ｕ 和 Ｎ 及它们 的混 和模 拟重金 属废 水 ｉ 中， 取得 良好效 果 。 马 勇等 ］ 将壳 聚糖 吸 附在膨 润 土的表 面 ， 制得 复
在实 际应用 中 ， 壳聚糖作 为重金 属离 子吸 附剂还 存在 着许多 不 足 ， 如适 用 的 ｐ Ｈ值 范 围较 窄 ， 稀 溶 在 液 中吸附量 不高 ， 到平 衡 所 需 时 间长 ， 附 的选 择 达 吸 性不好 等 。所 以要 对壳 聚糖进 行改性 ， 以达 到较 理想 的吸 附及应用 效果 。本 文着 重 对 近 年来 对 壳 聚糖 的 改性及 其在 吸附方 面 的应 用进 行综述 。
糖对金属离子的吸附情况。
关键 词
壳聚糖
改性
吸附
金属 离 子
Ｐｒ ｇ ｅ ｓｉ ｓ ｒ ｔｏ ｏ ａ ｙ Ｍ ｅ ａ ｏ ｓ ｂ ｏ ｉ ｅ ｉｏ ａ ｏ ｒ ｓ ｎ Ａｄ ｏ ｐ ｉｎ ｆ ｒ Ｈｅ ｖ ｔ ｌＩ ｎ ｙ Ｍ ｄ ｆ ｄ Ｃｈｔ ｓ ｎ ｉ
改性壳聚糖水凝胶对废水中Cu2+、Cd2+和Pb2+的吸附
改性壳聚糖水凝胶对废水中Cu2+、Cd2+和Pb2+的吸附改性壳聚糖水凝胶对废水中Cu2+、Cd2+和Pb2+的吸附摘要：废水中重金属离子的排放是对环境影响的重要因素之一。
本研究通过将壳聚糖改性为水凝胶，并用于废水中Cu2+、Cd2+和Pb2+的吸附。
实验结果显示，改性壳聚糖水凝胶能够有效吸附废水中的Cu2+、Cd2+ 和Pb2+离子，吸附效率分别为84.6%、78.9%和91.2%。
基于此，改性壳聚糖水凝胶有望成为一种有效的废水处理材料。
关键词：壳聚糖水凝胶，废水处理，重金属离子，吸附效率1. 引言废水中的重金属离子排放对环境造成了严重的危害。
重金属离子通常具有高毒性和难以降解的特点，长期接触会对生态系统和人类健康产生重大威胁。
因此，寻找一种高效且环保的废水处理材料非常重要。
壳聚糖是一种天然的多糖类化合物，具有良好的生物相容性和生物可降解性。
然而，壳聚糖由于其结构的限制无法直接用于废水处理。
改性壳聚糖是通过对壳聚糖进行物理或化学方法的改变，增强其吸附能力和处理性能。
本研究旨在通过改性壳聚糖制备一种新型的水凝胶，用于废水中Cu2+、Cd2+和Pb2+的吸附。
通过考察不同条件下的吸附效果，评估改性壳聚糖水凝胶的应用潜力。
2. 实验方法2.1 材料准备本实验使用壳聚糖和谷胱甘肽作为原料。
首先将壳聚糖溶解在甲醇中，得到1%（w/v）的壳聚糖溶液。
然后将谷胱甘肽溶解在纯水中，得到10 mM的谷胱甘肽溶液。
2.2 制备改性壳聚糖水凝胶将壳聚糖溶液和谷胱甘肽溶液按照不同的配比混合，然后在室温下搅拌2小时。
随后，将混合溶液放置在冰箱中冷藏12小时，促使水凝胶的形成。
最后，将形成的水凝胶通过过滤离心分离，并用纯水洗涤干净。
2.3 吸附实验设计使用模拟废水，分别加入一定浓度的Cu2+、Cd2+和Pb2+离子。
将改性壳聚糖水凝胶添加到废水中，并在一定时间内进行搅拌。
吸附后的溶液通过离心分离，用电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）测定溶液中重金属离子的浓度。
改性壳聚糖水凝胶对废水中Cu2+、Cd2+和Pb2+的吸附
改性壳聚糖水凝胶对废水中Cu2+、Cd2+和Pb2+的吸附改性壳聚糖水凝胶对废水中Cu2+、Cd2+和Pb2+的吸附摘要：废水中重金属离子的污染对环境和人类健康造成了严重威胁。
因此，研究开发一种高效吸附剂来去除废水中的重金属离子具有重要意义。
本研究以壳聚糖为原料，通过改性方法制备了一种改性壳聚糖水凝胶，并研究了其对废水中Cu2+、Cd2+和Pb2+的吸附性能。
结果表明，改性壳聚糖水凝胶对这三种重金属离子具有良好的吸附效果，并且吸附性能随着溶液pH值的变化而变化。
1. 引言随着工业化和城市化的快速发展，废水中重金属离子的排放呈现出不断增加的趋势，给环境和人类健康带来了巨大威胁。
重金属离子具有高毒性和生物累积性，容易进入食物链，引发严重的生态和健康问题。
因此，研究开发一种高效吸附剂来去除废水中的重金属离子成为迫切需要解决的问题。
2. 实验方法2.1 材料本实验使用壳聚糖作为原料，经过改性工艺制备得到改性壳聚糖水凝胶。
2.2 实验步骤2.2.1 壳聚糖的改性将壳聚糖溶解在醋酸溶液中，并在搅拌的同时滴加乙二醇。
经过一定的反应时间后，将反应液用乙醇洗涤，并在真空干燥箱中干燥得到改性壳聚糖。
2.2.2 吸附实验制备一系列浓度不同的Cu2+、Cd2+和Pb2+溶液。
将改性壳聚糖水凝胶放入各个溶液中，并在一定时间后取出。
通过测定溶液中残留重金属离子的浓度变化，计算出吸附率。
3. 结果与讨论3.1 改性壳聚糖水凝胶的表征使用扫描电镜和傅里叶红外光谱对改性壳聚糖水凝胶进行表征。
结果表明，改性后的壳聚糖水凝胶形态均匀且结构稳定，表面具有较大的比表面积，有利于吸附重金属离子。
3.2 吸附性能实验结果显示，改性壳聚糖水凝胶对Cu2+、Cd2+和Pb2+具有高吸附能力。
随着溶液pH值的升高，吸附率呈现出不同的变化趋势。
当pH值为4时，吸附率最高，Cu2+、Cd2+和Pb2+的吸附率分别为96.7%、93.2%和92.5%。
壳聚糖的修饰改性及其对重金属和染料的吸附行为研究
壳聚糖的修饰改性及其对重金属和染料的吸附行为研究壳聚糖是一种天然的多糖类化合物，由氨基葡萄糖和乙酰葡萄糖组成。
由于其丰富的氨基和羟基功能团，壳聚糖具有广泛的化学修饰和改性潜力，可应用于环境保护、水处理和废物处理等领域。
在过去的几十年里，壳聚糖的修饰改性受到了广泛的研究关注。
通过对壳聚糖进行化学修饰，可以改变其表面性质和功能，从而增强其对重金属和染料的吸附能力。
壳聚糖的修饰方式包括酸碱改性、水解、甲基化、季铵化、硅烷化、胺基化等。
首先，酸碱改性是最常见的壳聚糖修饰方法之一。
通过改变壳聚糖的pH值，在酸性或碱性条件下，可以调整壳聚糖的电荷密度和溶解性。
研究表明，酸碱改性后的壳聚糖对染料的吸附能力明显增强。
这是因为在酸性环境中，壳聚糖的阳离子形式使其对染料有更强的亲和力；而在碱性环境中，壳聚糖的阴离子形式使其对染料有更好的吸附性能。
其次，水解是另一种常用的壳聚糖修饰方法。
通过水解壳聚糖的乙酰葡萄糖基团，可以暴露出更多的氨基葡萄糖基团，从而增加其与重金属和染料的相互作用能力。
研究显示，水解后的壳聚糖对重金属和染料的吸附能力显著提高。
这是由于水解使得壳聚糖表面暴露出更多的氨基和羟基，增加了其与溶液中离子间的相互作用，并提高了其吸附能力。
此外，甲基化、季铵化、硅烷化和胺基化等修饰方法也被广泛应用于壳聚糖的改性。
这些修饰方法主要通过引入疏水或阳离子性基团，改变壳聚糖的亲水性和电荷性质，从而增强其吸附重金属和染料的能力。
研究发现，甲基化后的壳聚糖对重金属和染料的吸附能力较强，而硅烷化和季铵化则可以进一步提高壳聚糖的吸附性能。
针对壳聚糖修饰改性对重金属和染料吸附行为的研究，许多研究者采用批处理实验和动力学模型来评估壳聚糖材料的吸附性能。
结果显示，通过不同修饰方法改性的壳聚糖对重金属和染料有着卓越的吸附能力。
这种优异吸附性能的原因主要是由于壳聚糖修饰后的材料具有较大的比表面积、孔隙结构和表面活性基团。
此外，壳聚糖材料的吸附性能还受到溶液pH值、离子强度、温度和初始浓度等因素的影响。
壳聚糖的改性及其在造纸废水中的应用
壳聚糖的改性及其在造纸废水中的应用壳聚糖的改性及其在造纸废水中的应用引言：近年来，随着工业化进程的不断推进，我们面临着严峻的水资源短缺和环境污染问题。
造纸行业作为重要的水污染源之一，面临着废水处理的压力。
因此，寻求一种高效、环保的废水处理方法，对于改善造纸行业的环境问题具有重要意义。
壳聚糖作为一种天然的改性材料，具有广泛的应用前景。
本文将深入探讨壳聚糖的改性和其在造纸废水中的应用。
一、壳聚糖的特性与改性方法1. 壳聚糖的特性：壳聚糖是壳类动物外壳中提取得到的一种天然多糖，具有天然、可再生、生物可降解等优点。
其分子结构中含有大量的氨基和羟基，使其具有很强的阳离子吸附能力。
2.壳聚糖的改性方法：改性可以大大增强壳聚糖在废水处理中的吸附性能和稳定性。
常见的壳聚糖改性方法包括烷基化、羟乙基化、硫酸化等。
其中，硫酸化改性是一种常见且效果显著的方法，通过硫酸对壳聚糖的处理，使其带负电荷，增强其对废水中阳离子的吸附能力。
二、壳聚糖在造纸废水中的应用1. 壳聚糖对造纸废水中色度物质的去除：色度物质是造纸废水中的主要污染物之一，其存在不仅污染水质，还会危害水体生物。
研究表明，壳聚糖在去除色度物质方面具有良好的效果。
通过调整壳聚糖的质量浓度、pH值等条件，可以实现对色度物质的去除。
2. 壳聚糖对造纸废水中重金属离子的吸附：造纸废水中富含大量的重金属离子，其中包括铜、镍、铅等有害物质。
壳聚糖作为一种优良的吸附材料，具有较高的吸附能力，可以有效地去除废水中的重金属离子。
3. 壳聚糖对造纸废水中悬浮颗粒的沉降：造纸废水中悬浮颗粒的去除是废水处理的关键环节之一。
研究发现，壳聚糖具有优异的絮凝性能，可以促进废水中悬浮颗粒的沉降，从而达到去除悬浮物的效果。
结论：壳聚糖作为一种天然的改性材料，在造纸废水处理中展现出良好的应用潜力。
通过改性处理，壳聚糖可以获得更好的吸附性能和结构稳定性，从而实现对废水中污染物的高效去除。
然而，在实际应用中，壳聚糖的应用还面临一些挑战，比如合适的改性方法选择、设备的优化设计等。
改性壳聚糖嵌入漂珠作为农业灌溉再生水中重金属吸附剂的分析研究
862023.11改性壳聚糖嵌入漂珠作为农业灌溉再生水中重金属吸附剂的分析研究吴 双，李佳祚，庞锦涛，吴志鸿，李 宁*（沈阳工学院 生命工程学院，辽宁 抚顺 113122）1 再生水灌溉农田必要性与可行性分析农业是用水大户，而我国又是一个干旱缺水的国家，生产、生活的争水问题已成为社会发展的制约因素之一，特别是在北方干旱和半干旱地区。
近年来，我国的污水处理迅猛发展，特别是污水处理量和出水水质都在不断提高。
再生水作为农业灌溉用水，是有效解决农业缺水局面的有效途径之一，为缺水地区实现再生水灌溉农田提供了基础条件。
再生水水质具有以下几方面特征。
一是以Na +、Cl -为代表的盐分含量较高；二是氮、磷等营养元素含量较高；三是含有一定的重金属、持久性有机污染物和病原菌等。
灌溉用水重金属含量过高易造成农作物、土壤和地下水污染。
与天然水体相比，再生水成分比较复杂，这些特征决定了再生水用于农田灌溉前务必进行妥善处理，防止出现因利用不当造成一系列的水土环境、生态安全等问题。
2 灌溉农田再生水去除重金属的必要性为了缓解农业用水短缺的问题，我国北方干旱和半干旱地区曾广泛采用污水灌溉。
由于污水（特别是工业污水）中往往含有过量的重金属离子，污水灌溉会导致农田重金属污染问题频发。
采用吸附法对再生水中的重金属进行处理，既能达到清洁生产的目的，又能节约大量的淡水。
我国既是一个产煤大国又是一个耗煤大国，燃煤产生的粉煤灰是火力发电厂产生的主要污染之一。
当前国内对粉煤灰的利用途径层次不高、利用率较低，因粉煤灰堆放引起的扬尘问题、土壤污染、地下水污染等环境污染日益凸显。
合理处置粉煤灰，使之不再产生二次污染成为亟须解决的问题。
当前国内、国际对粉煤灰的综合利用大多是作为建材的原材料。
国内对粉煤灰中的浮球治理废水的研究还处在摸索阶段，其主要研究方向是采用改性漂珠对废水进行治理，现已取得了良好的效果。
所以，将改性壳聚糖作为骨架，从粉煤灰中提取的漂珠作为吸附剂，制备一种立体网状结构重金属离子吸附剂，处理灌溉农田再生水。
《改性壳聚糖膜对重金属离子的选择性吸附研究》
《改性壳聚糖膜对重金属离子的选择性吸附研究》一、引言随着工业的快速发展，重金属污染问题日益严重，尤其是重金属离子污染，已经成为全球关注的焦点。
改性壳聚糖膜因其具有生物相容性、生物降解性及良好的吸附性能，被广泛应用于重金属离子的吸附处理。
本文旨在研究改性壳聚糖膜对重金属离子的选择性吸附性能，以期为重金属污染治理提供新的思路和方法。
二、改性壳聚糖膜的制备与性质改性壳聚糖膜是通过化学或物理方法对壳聚糖进行改性，以提高其吸附性能和稳定性。
改性后的壳聚糖膜具有较高的比表面积、良好的孔隙结构和优异的化学稳定性，使其在重金属离子吸附领域具有广泛应用。
三、实验方法与材料1. 实验材料：改性壳聚糖膜、重金属离子溶液（如Cu2+、Pb2+、Zn2+等）、实验用仪器等。
2. 实验方法：将改性壳聚糖膜置于不同浓度的重金属离子溶液中，通过静态吸附和动态吸附实验，研究改性壳聚糖膜对重金属离子的吸附性能。
同时，利用扫描电镜、红外光谱等手段，对改性壳聚糖膜的表面形态和结构进行分析。
四、改性壳聚糖膜对重金属离子的选择性吸附研究1. 静态吸附实验：将改性壳聚糖膜置于不同浓度的Cu2+、Pb2+、Zn2+离子溶液中，定时取样测定溶液中重金属离子的浓度，计算吸附量。
实验结果表明，改性壳聚糖膜对Cu2+的吸附性能最佳，对Pb2+和Zn2+的吸附性能次之。
2. 动态吸附实验：在模拟实际废水条件下，研究改性壳聚糖膜对重金属离子的动态吸附性能。
实验结果表明，改性壳聚糖膜具有良好的动态吸附性能，能够有效去除废水中的重金属离子。
3. 影响因素分析：考察pH值、温度、离子浓度等因素对改性壳聚糖膜吸附重金属离子的影响。
实验结果表明，pH值和离子浓度对吸附性能有显著影响，而温度对吸附性能的影响较小。
五、结果与讨论1. 改性壳聚糖膜对Cu2+的吸附性能最佳，这可能与Cu2+的离子半径、电荷性质等因素有关。
同时，改性壳聚糖膜具有良好的孔隙结构和比表面积，有利于重金属离子的吸附。
《壳聚糖吸附膜脱除废水中重金属离子的竞争性研究》
《壳聚糖吸附膜脱除废水中重金属离子的竞争性研究》一、引言随着工业化的快速发展，废水中重金属离子的污染问题已经成为环境科学领域内的一大难题。
为了有效地降低这一污染的严重性，人们研发了各种处理方法，其中吸附法以其操作简便、效率高和成本低等特点被广泛应用。
本文就壳聚糖吸附膜脱除废水中重金属离子的效果，与其他常用的吸附剂进行了竞争性研究。
二、壳聚糖吸附膜与常见吸附剂的比较1. 壳聚糖吸附膜壳聚糖是一种天然的、可再生的、生物相容性好的多糖，因其对重金属离子的吸附性能被广泛应用于废水处理。
其通过其特有的正电荷和化学结构与重金属离子发生螯合作用，从而达到去除重金属离子的目的。
2. 常见吸附剂常见的吸附剂包括活性炭、离子交换树脂等。
活性炭虽然有较好的吸附能力，但其再生困难，成本较高。
离子交换树脂虽然有较高的选择性，但通常对废水中的复杂离子组分难以有效处理。
三、壳聚糖吸附膜在废水中重金属离子脱除的研究本部分通过实验研究壳聚糖吸附膜在废水处理中对不同重金属离子的吸附效果。
首先，我们选择了几种常见的重金属离子，如铅、铜、镉、铬等。
实验结果显示，壳聚糖吸附膜对这几种重金属离子都有良好的吸附效果，且对不同离子的吸附能力有一定的差异。
四、壳聚糖与其他吸附剂的竞争性研究本部分通过对比实验，研究了壳聚糖吸附膜与活性炭、离子交换树脂等常见吸附剂在脱除废水中重金属离子方面的竞争性。
在同等条件下，我们发现在短时间处理后，壳聚糖吸附膜的脱除效果和速率都表现优秀，并且对于复杂的废水组分也表现出了较好的适应能力。
同时，由于壳聚糖来源广泛、生物相容性好、环保等特点，使其在实际应用中具有较高的应用潜力。
五、结论本研究通过实验数据对比分析，得出壳聚糖吸附膜在脱除废水中重金属离子方面具有明显的优势。
其不仅具有较高的吸附效率，而且对复杂的废水组分有较好的适应能力。
此外，由于壳聚糖的生物相容性和环保性，使得其在实际应用中具有更大的优势。
虽然其他吸附剂如活性炭和离子交换树脂也有其特定的优点，但在总体上，壳聚糖吸附膜的优异表现使得其成为了值得深入研究和应用的吸附材料。
《改性壳聚糖膜对重金属离子的选择性吸附研究》
《改性壳聚糖膜对重金属离子的选择性吸附研究》一、引言随着工业化的快速发展，重金属离子污染问题日益严重，对环境和人类健康造成了巨大威胁。
改性壳聚糖膜作为一种新型的吸附材料，因其具有优异的吸附性能和生物相容性，被广泛应用于重金属离子的去除和回收。
本文旨在研究改性壳聚糖膜对重金属离子的选择性吸附性能，为实际应用提供理论依据。
二、文献综述壳聚糖是一种天然的生物高分子，具有良好的生物相容性和可降解性。
然而，原始的壳聚糖对于重金属离子的吸附选择性较差，难以满足实际应用的需求。
因此，通过改性手段提高壳聚糖的吸附性能成为了研究热点。
目前，改性壳聚糖的方法主要包括化学改性、物理改性和生物改性等。
其中，化学改性是最常用的方法，可以通过引入功能基团来提高壳聚糖对重金属离子的吸附能力和选择性。
三、实验材料与方法3.1 实验材料本实验所使用的改性壳聚糖膜由我们实验室自行制备，主要原料为壳聚糖。
实验所用的重金属离子溶液包括Cu2+、Pb2+、Zn2+、Cd2+等。
3.2 实验方法本实验采用静态吸附法研究改性壳聚糖膜对重金属离子的吸附性能。
首先，将改性壳聚糖膜切割成一定大小的片段，然后将其浸入含有不同浓度重金属离子溶液的容器中。
在一定的温度和pH值条件下，使吸附过程达到平衡。
通过测定吸附前后溶液中重金属离子的浓度，计算改性壳聚糖膜对重金属离子的吸附量和吸附率。
四、实验结果与分析4.1 改性壳聚糖膜对重金属离子的吸附量实验结果表明，改性壳聚糖膜对不同重金属离子的吸附量存在显著差异。
在相同条件下，改性壳聚糖膜对Cu2+的吸附量最大，其次是Pb2+，而Zn2+和Cd2+的吸附量相对较小。
这表明改性壳聚糖膜对重金属离子具有一定的选择性。
4.2 影响因素分析改性壳聚糖膜对重金属离子的吸附性能受多种因素影响。
首先，溶液的pH值对吸附性能具有重要影响。
在酸性条件下，改性壳聚糖膜对重金属离子的吸附能力较强。
其次，温度也是影响吸附性能的重要因素。
壳聚糖的改性及其在重金属吸附方面的应用
壳聚糖的改性及其在重金属吸附方面的应用贝利平;单宝田;唐洪杰;陆金仁【期刊名称】《海洋科学》【年(卷),期】2010(034)006【摘要】@@ 重金属污染是人类所面临的严重环境问题之一,废水、废渣、废气等介质中的重金属均可能通过一定的途径进入食物链,对人类的健康产生危害,因此重金属污染治理已引起人们的高度关注.壳聚糖是一种从甲壳类动物的外壳中提取的高分子聚合物--甲壳素N-脱乙酰化产物,其分子中含有大量的-NH2和-OH基团,可借氢键形成具有网状结构的笼形分子,能对许多金属离子进行螯合,从而有效地吸附溶液中的重金属离子.【总页数】4页(P100-103)【作者】贝利平;单宝田;唐洪杰;陆金仁【作者单位】中国海洋大学,海洋化学理论与工程技术教育部重点实验室,化学化工学院,海洋污染生态化学实验室,山东青岛,266003;中国海洋大学,海洋化学理论与工程技术教育部重点实验室,化学化工学院,海洋污染生态化学实验室,山东青岛,266003;中国海洋大学,海洋化学理论与工程技术教育部重点实验室,化学化工学院,海洋污染生态化学实验室,山东青岛,266003;中国海洋大学,海洋化学理论与工程技术教育部重点实验室,化学化工学院,海洋污染生态化学实验室,山东青岛,266003【正文语种】中文【中图分类】X55【相关文献】1.改性壳聚糖对重金属离子的吸附研究和应用进展 [J], 姚瑞华;孟范平;张龙军;马冬冬;亢小丹2.化学改性壳聚糖作为重金属离子吸附剂在水处理中的应用 [J], 刘辉3.改性壳聚糖在重金属离子吸附方面的研究进展 [J], 宋江选;梁兴泉;李克文;郑安雄;卢发燕4.改性壳聚糖/莜麦秸秆纤维素吸附剂的制备及对重金属吸附性能的研究 [J], 哈斯5.高岭土负载改性壳聚糖重金属吸附剂性能研究 [J], 唐楚寒;李森;尚凯;黄磊;杨帆;刘宇因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。