壳聚糖及其衍生物吸附铀的研究进展
吸附法提取低浓度铀的研究进展
DOI:10.16581/ki.issn1671-3206.2017.02.037
Ｒesearch advance in adsorption of low concentration uraniumbearing wastewater
2 2 LI Le1， ， CHENG Bin1， ， LIAO Qi3 ， XIANG Hongyi1 ， SHI Yafen1 ， JIANG Dongxian1 ， ZHOU Xin1 ， ZHANG Kun1
0919 1013 修改稿日期： 2016收稿日期： 2016： （ 11405081 ） 2016］ 59 号 ） ； 南华大学大学生研究性学习 ； 基金项目 国家自然科学基金 湖南省环保厅科研项目 （ 湘财教指［ 〔2015 〕 26 号， 编号 20 ） 和创新性实验计划（ 南华教 作者简介： 李乐（ 1981 － ） ， 南华大学副教授， 博士， 主要从事水体放射性核素与重金属污染防控技术研 男， 湖南娄底人， E － mail： usclile@ 126． com 究。电话： 13786405728 ，
为世界卫生组织规定的最高允许排放浓度的 166 倍 （ 30 μg / L） ［2］， 为天然水体铀浓度的 10 000 倍。 铀 兼具放射毒性与化学毒性， 迁移扩散后可对环境和 生态造成严重的损伤效应
［3 ］
资源， 低浓度含铀废水中铀浓度虽低， 但可供提取回 收的铀总量大。有效提取低浓度铀对于缓解环保压 力和完善天然铀保障体系均具有重要意义 。目前低 浓度铀提取方法主要包括化学沉淀法 、 蒸发浓缩法、 离子交 换、 萃 取 法、 植 物 修 复、 膜 分 离 法、 吸附法
介绍了其综合利用 要： 综述了国内外吸附法提取低浓度铀的研究进展 ， 分析了不同铀吸附材料的特点与性能 ，
基于壳聚糖及其衍生物的金属离子吸附剂的研究进展
离子交换与吸附, 2004, 20(2): 184 ~ 192ION EXCHANGE AND ADSORPTION文章编号： 1001-5493(2004)02-0184-09基于壳聚糖及其衍生物的金属离子吸附剂的研究进展*孙昌梅2 曲荣君1,2 王春华2 纪春暖2 成国祥11 天津大学材料科学与工程学院，天津 3000722 烟台师范学院化学与材料科学学院，山东烟台 264025摘要：综述了近年来以壳聚糖和壳聚糖衍生物为原料的金属离子吸附剂的研究进展。
重点介绍了壳聚糖及其衍生物的交联和功能化反应，以及交联后的树脂对多种金属离子的吸附情况。
常用的交联剂包括戊二醛、甲醛及环氧氯丙烷、(聚)乙二醇双缩水甘油醚等，壳聚糖树脂的功能化主要包括向其中引入冠醚、羧甲基等功能团，其中羧甲基化是最常用最有效的方法。
另外，还介绍了金属离子模板壳聚糖树脂以及基于壳聚糖衍生物的蛇笼树脂的合成。
关键词：壳聚糖吸附剂; 制备; 吸附; 金属离子中图分类号: O647.3 文献标识码: A1 前 言壳聚糖 (Chitosan, CTS) 学名为 (1,4)-2-氨基-2-脱氧-â-D 葡聚糖，是天然类多糖甲壳素的重要衍生物，广泛存在于甲壳类动物如虾蟹及昆虫等的外壳以及许多低等植物如菌藻类的细胞壁中，是自然界中储量仅次于纤维素的最丰富的天然高分子材料。
近十几年来壳聚糖在食品工业、医药、印染、造纸、固定化材料及环境保护等领域得到了广泛的应用，是目前天然高分子材料中研究较多的一个。
壳聚糖是由甲壳素经脱乙酰化处理后得到，其结构如图1所示。
甲壳素 壳聚糖图1 甲壳素和壳聚糖的结构式由于壳聚糖分子当中含有大量游离氨基和羟基，能与重金属离子形成稳定的螯合物，因此可有效用于含重金属离子的工业废水的处理、贵重金属离子富集与回收等方面；并且壳聚糖对人和生物无毒，在* 收稿日期： 2003年5月8日项目基金： 国家自然科学基金 (29906008) 和山东省自然科学基金 (Q99B15)作者简介： 孙昌梅(1975－), 女, 山东省人, 硕士研究生. 联系人: 曲荣君, Tel : (0535) 6672176; E-mail: qurongjun@ O CH 2OH 3OH O O CH 2OH 2OH O自然界中受到放射菌的作用能逐步降解，是典型的环境友好材料。
壳聚糖和聚丙烯酸吸附重金属
壳聚糖和聚丙烯酸吸附重金属引言重金属污染对环境和生物健康造成了严重影响，因此，寻找有效的重金属去除方法具有重要意义。
壳聚糖和聚丙烯酸作为一种常用的吸附材料，具有良好的吸附性能，被广泛应用于重金属去除领域。
本文将介绍壳聚糖和聚丙烯酸在吸附重金属方面的研究进展。
壳聚糖在吸附重金属中的应用壳聚糖是一种天然产物，由壳类动物的外壳中提取得到。
壳聚糖具有多种功能官能团，如氨基（-NH2）、羟基（-OH）和甲氧基（-OCH3），这些官能团使其具有良好的吸附性能。
壳聚糖通过静电吸附、配位作用和表面吸附等机制与重金属离子结合，形成稳定的络合物或沉淀。
研究发现，壳聚糖对各种重金属离子具有高度选择性，特别是对汞、铅和铬等有害重金属离子的吸附效果显著。
此外，壳聚糖的吸附性能受到pH值、温度、初始离子浓度和壳聚糖颗粒大小等因素的影响。
一些研究还探讨了壳聚糖改性和复合材料的制备方法，以进一步提高其吸附性能。
聚丙烯酸在吸附重金属中的应用聚丙烯酸是一种合成聚合物，具有多个羧酸官能团（-COOH），这些官能团可以与重金属离子形成络合物或离子交换反应。
聚丙烯酸通过静电吸附和配位作用等机制吸附重金属离子，具有较高的吸附容量和选择性。
研究表明，聚丙烯酸在吸附重金属方面的性能受到溶液pH 值、温度、初始离子浓度和聚丙烯酸颗粒大小的影响。
较低的溶液pH值有利于聚丙烯酸与重金属离子形成络合物，而较高的溶液pH值则促进离子交换反应。
此外，一些研究还探索了聚丙烯酸改性和复合材料的制备方法，以提高其吸附性能和重复利用性。
壳聚糖与聚丙烯酸的复合应用由于壳聚糖和聚丙烯酸各自具有良好的吸附性能，研究人员开始探索将两者进行复合应用的可能性。
壳聚糖和聚丙烯酸的复合材料不仅能够充分利用两者的吸附性能，而且还可以通过共存效应提高材料的吸附效果。
研究表明，壳聚糖和聚丙烯酸的复合材料在吸附重金属方面表现出优异的性能。
复合材料通常具有较大的比表面积和孔隙结构，提高了重金属离子的吸附速率和吸附容量。
铀吸附研究现状
铀吸附研究现状铀吸附研究是目前研究的热点问题之一，文章就各种物质对铀的吸附试验进行总结，进而提出目前面临的实际问题，在富磷铀水体中的铀吸附研究还罕有报道，值得我们关注。
标签：铀吸附；研究方法；核能源引言核能源的开发对环境的影响由来已久，随着当代工业科技的迅猛发展，人们对核能的需求也与日俱增，放射性污染的破坏程度越来越严重。
因此，研究放射性对环境影响及其吸附迁移的规律，对于环境保护和治理具有重要的理论和实际意义。
铀（uranium）位于元素周期表中第七周期第三副族元素，锕系元素之一，天然的放射性元素，原子序数92，原子量238.0289，密度18.95g/cm3。
自然界中铀的质量数包括234、235和238三种同位素，其相对丰度分别为0.006%，0.71%，99.28%，半衰期分别为2.475×105a，7.13×108a和4.507×109a。
关于铀吸附的实验研究已成为当今最具前景的研究课题之一，但是目前的研究还很少，主要集中在矿物，胶体以及微生物等方面，还需要我们不断努力。
文章就前人所做的铀吸附的相关实验进行总结。
1 国外的铀吸附实验的研究铀资源是当今社会核能发展的不可或缺的资源，铀不仅是重要的核能原料，同时也导致了主要的放射性污染。
铀的迁移及吸附对土壤及地下水的污染方面一直是人们较为关注的话题。
铀的吸附性研究，以研究天然材料对核素的吸附过程，如：美国能源部的“YuccaMountain”工程，利用火山灰、天然岩石、粘土等物质对U、Sr、Cs等14种核素，进行吸附实验，最终计算出多种核素在不同材料中的吸附百分数，并探讨溶液组成、核素浓度、温度及固相粒径对核素吸附性的影响。
EricSimoni等在法国的核物理研究所（IPN）的放射性实验室中放射性元素的吸附进行了研究，结合表面络合模型理论，主要对放射性的元素铀、钍等以及进行吸附试验的吸附材料的水溶液表面化学行为进行试验，进而总结出吸附规律。
蜣螂壳聚糖对铀的吸附研究
（ Ｃ ｏ ｌ ｌ ｅ ｇ ｅ ｏ ｆ Ｌｉ ｆ ｅ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ， Ｓ ｏ ｕ ｔ ｈ ｗｅ ｓ ｔ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ， Ｍｉ ａ ｎ ｙ ａ ｎ ｇ Ｓ ｉ ｃ ｈ ｕ ａ ｎ
６２ １ Ｏ１ ０）
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：
Ｄｅ ｃ ｏｌ ｏｒ ｉ ｚ ｅ ｄ ａ ｎ ｄ ｕｎ ｄｅ ｃ ｏｌ ｏｒ ｉ ｚ ｅ ｄ ｃ ｈｉ ｔ ｏｓ ａ ｎ ｆ ｒ ｏ ｍ Ｃａｔ ｈ ａｒ ｓ ｉ ｕｓ ｍｏ ｌ ｏ ｓ ｓ ｕｓ Ｉ ．ｗ ｅ ｒ ｅ ｐｒ ｅ ｐａ ｒ ｅ ｄ．Ｉ ｎｆ ｌ ｕ ｅ ｎｃ ｅ ｆ ａ ｃ ｔ ｏｒ ｓ
ａ ｄ ｓ ｏ ｒ ｐ ｔ ｉ ｏ ｎ ．Ｔｈ ｅ ａ ｄ ｓ ｏ ｒ ｐ ｔ ｉ ｏ ｎ ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ｆ ｉ ｔ ｔ ｅ ｄ Ｌａ ｎ ｇ ｍｕ ｉ ｒ ｉ ｓ ｏ ｔ ｈ ｅ ｒ ｍ， Ｆ ｒ ｅ ｕ ｎ ｄ ｌ ｉ ｃ ｈ ｉ ｓ ｏ ｔ ｈ ｅ ｒ ｍ ａ ｎ ｄ ｐ ｓ ｅ ｕ ｄ ｏ — ｓ ｅ ｃ ｏ ｎ ｄ ｏ ｒ ｄ ｅ ｒ ｋ ｉ ｎ ｅ ｔ ｉ ｃ
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。
壳聚糖及其衍生物的研究进展
织工程学应用的支持功能性材料。
In-Yong Kim 和Seog-Jin Seo 集中于研究各种类型的壳聚糖衍生物及其在各种组织工程中的用途，即皮肤，骨骼，软骨，肝脏，神经和血管，发现壳聚糖在相关领域有非常出彩的应用效果[3]。
近年来，对基于壳聚糖(CS)的材料及其在整形外科组织工程领域的应用给予了相当大的关注。
壳聚糖之所以在该领域能够得到应用，靠的是其最小的异物反应、固有的抗菌性质以及能够以各种几何形式模制的能力，因而适用于细胞向内生长和骨传导。
高嘉[4]利用脂肪组织工程技术，以小鼠为实验对象，成功制备出了壳聚糖支架，细胞在壳聚糖支架上有良好的粘附生长效果，并且得到了对小鼠细胞无毒性、生物相容性良好等结果，为软组织缺损的修复重建技术提供了新的思路与实验数据。
壳聚糖的阳离子性质使其能够复合DNA 分子，成为基因递送策略的理想候选者。
使用这种材料操纵和重构组织结构与功能具有巨大的临床意义，并且可能在未来几年中在细胞和基因治疗中发挥关键作用。
张文华[5]依据透明质酸(HA)的受体CD44在非小细胞肺癌(NSCLC)中具有高表达性的特点，制备了透明质酸修饰的新型壳聚糖纳米载体，为非小细胞肺癌的基因靶向治疗方法提供了新的理论依据。
罗晓梅等综述了利用壳聚糖微囊化药物各种特性的见解，还综述了用于制备壳聚糖微球和评价这些微球的各种技术，该评价还包括影响壳聚糖微球药物的包封效率和释放动力学的因素[6]。
张春礼等为了研究医用羧甲基壳聚糖改善甲状腺术后颈部活动舒适度的效果，通过对患者的资料进行分析，将患者分0 引言壳聚糖是甲壳素的脱乙酰化产物，又称脱乙酰甲壳素，化学名称为β-(1-4)-2-氨基-2-脱氧-D-葡萄糖。
壳聚糖没有毒性，可生物降解，物理吸附性很好。
在壳聚糖的结构中，同时存在氨基和羟基这两种基团，可以将壳聚糖进行特定的化学反应，制造出水溶性相对较好而且功能更丰富的壳聚糖衍生物。
1 壳聚糖及其衍生物在医学领域的研究进展壳聚糖具有良好的生物相容性及多种生理学活性，例如抗肿瘤活性可以应用于基因治疗，良好的组织修复特性可以应用于组织工程学，抗菌活性可以应用于促进伤口愈合的创面辅料等，在医学领域有广泛的应用空间。
胺基改性壳聚糖吸附材料的制备及其对铀的吸附性能研究
第43卷第1期(总第193期)2024年2月湿法冶金H y d r o m e t a l l u r g y ofC h i n a V o l .43N o .1(S u m.193)F e b .2024胺基改性壳聚糖吸附材料的制备及其对铀的吸附性能研究王凤菊,宋 艳,李子明,吴浩天,李 昊,陈树森(核工业北京化工冶金研究院,北京 101149)摘要:研究了采用水热法制备壳聚糖微球(H T C C ),再通过环氧化-胺化改性法制备胺基改性壳聚糖吸附材料(A H T C C )并用于吸附废水中的低浓度铀㊂利用红外光谱仪㊁元素分析仪㊁热重分析仪等对A H T C C 的结构㊁组分和热稳定性进行表征,并考察了A H T C C 对铀的吸附㊁解吸性能㊂结果表明:在p H=5~8条件下,A H T C C 对溶液中铀的吸附效果较好;铀吸附平衡质量浓度为120m g /L 左右时,吸附量达最大,为151.6m g /g ;铀吸附速率在反应最初60m i n 较快,180m i n 时达到吸附平衡;以80g /L N a 2C O 3+20g /L N a H C O 3作解吸剂,铀解吸率为97.5%;对于含杂离子浓度较高的实际含铀废水,经A H T C C 单次吸附,铀的去除率可达95.6%㊂关键词:壳聚糖;胺基;铀;低浓度;水热法;改性;吸附;制备中图分类号:T L 212;T Q 424;O 647.3 文献标识码:A 文章编号:1009-2617(2024)01-0099-06D O I :10.13355/j .c n k i .s f y j.2024.01.016收稿日期:2023-09-14第一作者简介:王凤菊(1984 ),女,硕士,高级工程师,主要研究方向为功能高分子材料研发㊂通信作者简介:陈树森(1978 ),男,博士,研究员级高级工程师,主要研究方向为有机/高分子分离材料研发㊂ 在处理含铀废水的诸多方法中,吸附法相对操作简单,材料丰富,工艺成熟,应用较为广泛,而该法的关键是吸附剂的选择㊂壳聚糖是一种广泛存在于虾蟹壳中的生物高分子多糖,分子中含有氨基㊁羟基等,能与铀等重金属离子形成稳定配合物,具有来源广泛㊁价格低廉㊁可生物降解㊁无毒㊁易于化学改性等优点[1-6],但其呈粉末状,须通过化学改性制备具有一定强度的微球材料后再进行功能化改性,才能制得重金属吸附材料[6-7]㊂目前,制备壳聚糖微球的方法主要有滴加成球法或反相悬浮法,但这2种方法在成球过程中的影响因素较多,形成的微球机械性能较差,且滴加成球法要求特殊设备,耗时耗力,反相悬浮法溶剂消耗量较大㊂而水热法是近年来发展起来的一种可制备高强度㊁高比表面积材料的新技术手段[8-14]㊂该法无须引入引发剂和有机溶剂,所得产物含大量活性官能团,反应活性优良,在一定条件下采用水热法可将壳聚糖转化成具有良好机械性能㊁绿色环保的碳材料[8-9]㊂试验以壳聚糖为原料,研究了采用水热法制备壳聚糖微球,再通过环氧化-胺化改性引入对铀具有良好吸附性能的氨基官能团,制备胺基改性壳聚糖吸附材料(A H T C C ),考察了该材料对铀的吸附㊁解吸性能,并探讨了其对铀矿水冶工艺产生的实际含铀废水中铀的吸附效果㊂1 试验部分1.1 试验原料㊁试剂与仪器壳聚糖:生化试剂,脱乙酰度>80%,国药集团化学试剂有限公司㊂U 3O 8(ȡ99.8%,中核二七二铀业有限责任公司),冰乙酸㊁环氧氯丙烷㊁三乙烯四胺乙醇㊁异丙醇㊁丙酮㊁浓硫酸㊁氢氧化钠等,均为分析纯㊂水热釜,P P L 内衬型,北京岩征生物科技有限公司;电热恒温鼓风干燥箱,D H G -9145A 型,上海林频仪器股份有限公司;红外光谱仪,T E N S O R Ⅱ型,德国B r u k e r 公司;元素分析仪,v a r i o M I C R Oc u b e 型,德国E l e m e n t a r 公司;热重分析仪,T G A -7型,P e r k i n -E l m e r 公司;酸度计,P H S -25型,北京精微博科技有限公司;恒温摇床,K S4000i c 型,德湿法冶金2024年2月国I K A公司;悬臂式搅拌器,RW20型,德国I K A 公司;智能数显多功能油水浴锅,HH-WO型,北京美科美华仪器设备有限公司;三口瓶㊁蛇形冷凝管,北京欣维尔玻璃仪器有限公司㊂1.2胺基改性壳聚糖铀吸附材料的制备水热法制备壳聚糖微球前驱体:将壳聚糖(C T S)加入到50m L㊁质量浓度2%的乙酸溶液中,均匀搅拌至凝胶状,之后倒入内衬为P P L型的水热反应釜中㊂水热反应釜安装好后放入设定温度为180ħ的鼓风干燥箱中,反应结束后产物自然冷却至室温,用去离子水㊁乙醇洗涤至滤液无色㊂水热反应产物记为H T C C㊂壳聚糖水热产物的环氧化-胺化改性[6,15]:取1.0g H T C C于三口瓶中,加入溶剂异丙醇,再缓慢加入2m L环氧氯丙烷,于50ħ下反应4h,得环氧化的壳聚糖水热产物㊂将环氧化的壳聚糖水热产物加入到三口瓶中,加入适量去离子水㊁2m L 三乙烯四胺,于50ħ下反应4h,得胺基改性壳聚糖铀吸附材料,记为A H T C C㊂1.3胺基改性壳聚糖铀吸附材料的表征通过红外光谱仪对壳聚糖及其水热产物㊁胺化改性产物的结构进行红外光谱表征;利用元素分析仪分析C T S㊁H T C C㊁A H T C C中C㊁H㊁N㊁O 元素含量;利用热重分析仪分析C T S㊁H T C C㊁A H T C C的热力学稳定性㊂分别称取3~10m g C T S㊁H T C C㊁A H T C C加入到热重分析仪的试样皿中,在N2气氛下,以10ħ/m i n的升温速度分别加热至600ħ,根据测试结果绘制热重曲线㊂1.4铀的静态吸附1.4.1溶液p H对A H T C C吸附性能的影响配制质量浓度500m g/L的铀溶液,分别取110m L,用H2S O4㊁N a O H溶液调节溶液p H分别为2㊁3㊁4㊁5㊁6㊁7㊁8㊁9,再分别取100m L置于8个锥形瓶中;每个锥形瓶中加入A H T C C吸附材料200m g,在25ħ下摇床振荡吸附24h㊂吸附结束后测定吸附原液㊁尾液中铀质量浓度,计算不同p H条件下A H T C C的铀吸附量㊂1.4.2A H T C C的吸附等温线分别配制50m L初始质量浓度100㊁200㊁300㊁400㊁500㊁600m g/L的铀溶液,调节p H为7,分别加入A H T C C吸附材料100m g,在25ħ下摇床振荡吸附24h㊂吸附结束后测定吸附原液㊁尾液中的铀质量浓度,计算A H T C C在不同初始铀质量浓度下的铀吸附量,绘制相应的吸附等温线㊂1.4.3A H T C C的吸附动力学配制质量浓度500m g/L的铀溶液,调节p H 为7㊂取9个具塞锥形瓶,分别加入100m L铀溶液㊁A H T C吸附材料200m g,在25ħ下摇床振荡吸附,定时取样[6]㊂测定吸附原液㊁尾液中铀质量浓度,计算不同吸附时间下A H T C C的铀吸附量,绘制吸附动力学曲线㊂1.4.4吸附温度对A H T C C吸附性能的影响配制质量浓度500m g/L的铀溶液,调节p H 为7㊂取5个锥形瓶,分别加入100m L铀溶液㊁A H T C C吸附材料200m g㊂分别在10㊁20㊁30㊁40㊁50ħ下摇床振荡吸附24h㊂吸附结束后测定吸附原液㊁尾液中铀质量浓度,计算不同吸附温度下A H T C C的铀吸附量㊂1.5A H T C C的解吸性能配制质量浓度500m g/L的铀溶液,调节p H 为7㊂向4个锥形瓶中,分别加入铀溶液300m L㊁A H T C C吸附材料1.0g,在25ħ下摇床振荡吸附24h㊂取其中1份铀负载A H T C C,洗涤㊁干燥,分析铀含量㊂取另外3份铀负载A H T C C,洗涤后用滤纸吸干表面水分,再次转移至锥形瓶中,分别加入200m L不同种类的解吸剂(98g/L H2S O4㊁80g/LN a2C O3+20g/LN a H C O3㊁60g/L N a C l+6g/LN a H C O3),在25ħ下摇床振荡解吸6h㊂洗涤㊁干燥,分析解吸后A H T C C中铀质量浓度,计算铀解吸率㊂1.6A H T C C对低浓度含铀废水的吸附性能1.6.1A H T C C在模拟含铀废水中的吸附性能根据实际含铀废水中的铀质量浓度,配制质量浓度5m g/L的模拟含铀废水([C O2-3]= 0.537m g/L;[H C O-3]=31m g/L),调节p H为7㊂量取100m L模拟含铀废水加入到盛有200m g A H T C C的锥形瓶中,在25ħ下摇床振荡吸附24h,之后测定吸附原液㊁尾液中铀质量浓度,计算A H T C C的铀吸附量㊂1.6.2A H T C C在实际含铀废水中的吸附性能对于初始铀质量浓度为5.38m g/L的某铀矿水冶工艺中产生的实际含铀废水([C O2-3]= 19.2g/L;[H C O-3]=6.98g/L;[S O2-4]=9.92g/L),调p H为7,量取100m L加入到盛有200m g A H T C C的锥形瓶中,在25ħ下摇床振荡吸附㊃001㊃第43卷第1期 王凤菊,等:胺基改性壳聚糖吸附材料的制备及其对铀的吸附性能研究24h ,之后测定吸附尾液中铀质量浓度,计算A H T C C 的铀吸附量㊂2 试验结果与讨论2.1 A H T C C 的表征2.1.1 红外表征图1为C T S ㊁H T C C ㊁A H T C C 的红外光谱㊂对比曲线a ㊁b 看出:C T S ㊁H T C C 的红外曲线基本一致㊂其中,3400c m -1是O H ㊁N H 2中N H 伸缩振动峰的叠加峰;2876c m -1处是亚甲基中的C H 伸缩振动峰;1634㊁1595c m -1处是N H 的弯曲振动峰;1408c m -1处为壳聚糖未完全脱乙酰化而遗留的乙酰胺基中C N 振动峰;1141~1095c m -1处是吡喃糖环中C H 的弯曲振动峰及醇羟基中C O 伸缩振动峰的叠加峰㊂说明壳聚糖经水热反应,其基本官能团未消失,产物H T C C 富含氨基㊁羟基等活性基团㊂对比曲线b ㊁c 看出:A H T C C 的红外曲线中存在与H T C C 红外曲线中相似的主要特征峰;此外,1408c m -1处乙酰胺基中C N 的振动峰被1269c m -1处仲胺中C N 伸缩振动峰所取代,同时1460c m -1处出现亚甲基中的C H 面内弯曲或剪式振动峰,说明产物A H T C C 已成功交联三乙烯四胺㊂图1 C T S ㊁H T C C ㊁A H T C C 的红外光谱2.1.2 元素分析C T S ㊁H T C C ㊁A H T C C 的主要化学元素分析结果见表1㊂可以看出:C T S 经水热反应后,其中的C 质量分数明显升高,由43.31%升至56.62%㊂这可能是因为C T S 在水热反应过程中发生脱水,O ㊁H 有部分损失㊂H T C C 胺化后,其产物A H T C C 中的N 质量分数明显升高,由7.83%升至9.96%,说明H T C C 中引入了新的胺基,结合红外光谱,进一步说明壳聚糖水热产物与三乙烯四胺发生交联反应㊂表1 C T S ㊁H T C C ㊁A H T C C 的主要化学元素分析结果 %材料CNHOC T S 43.318.977.2640.46H T C C 56.627.835.4930.06A H T C C53.369.965.8430.842.1.3 热重分析C T S ㊁H T C C ㊁A H T C C 的热失重曲线如图2所示㊂可以看出,在温度低于100ħ时,3种材料由于水分蒸发,导致质量下降㊂对比曲线a ㊁b 看出:C T S ㊁H T C C 的热分解温度分别271㊁265ħ,但H T C C 相对于C T S ,其热失重曲线斜率更小,且同一温度下,H T C C 剩余质量百分数高于C T S ,即H T C C 相对于C T S ,其质量损失速度更慢且损失量更少;温度升至504ħ后,H T C C ㊁C T S 质量均约剩余24%,之后随温度进一步升高,H T C C 比C T S 更快达到稳定状态,说明温度低于504ħ时,C T S 经水热碳化后,热稳定性更好㊂对比曲线b ㊁c 看出:H T C C ㊁A H T C C 的热失重曲线走势大致相同,热分解温度分别为265㊁267ħ,但同一温度下,A H T C C 的剩余质量百分数比H T C C 的高,说明壳聚糖水热产物H T C C 经胺化改性后,其产物A H T C C 具有更好的热稳定性㊂图2 C T S ㊁H T C C ㊁A H T C C 的热失重曲线2.2 A H T C C 对铀的静态吸附性能2.2.1 溶液p H 对A H T C C 吸附性能的影响溶液p H 对A H T C C 吸附性能的影响试验结果如图3所示㊂可以看出:pH 在6~8范围内,A H T C C 对铀的吸附效果较好,pH=7时,A H T C C ㊃101㊃湿法冶金 2024年2月的铀吸附效果最好,吸附量为151m g /g ;在酸性和碱性条件下,A H T C C 对铀的吸附量较低㊂这主要是因为在酸性条件下,A H T C C 中的胺基易被质子化,导致A H T C C 与铀之间的作用力下降;碱性条件下,铀主要以稳定性较高的碳酸铀酰(稳定常数为2ˑ1018)形式存在[7],A H T C C 上功能基团与铀的作用不足以破坏碳酸铀酰的稳定性,导致铀吸附量较低㊂考虑到含铀废水外排p H 一般为中性,确定选择溶液p H=7为宜㊂图3 溶液p H 对A H T C C 吸附性能的影响2.2.2 A H T C C 的吸附等温线以铀平衡吸附量为纵坐标,铀吸附平衡质量浓度为横坐标,绘制AH T C C 的吸附等温线,如图4所示㊂图4 A H T C C 的吸附等温线由图4看出:随溶液中铀平衡质量浓度升高,A H T C C 对铀的平衡吸附量逐渐升高,铀吸附平衡质量浓度升至120m g /L 时,铀平衡吸附量达最大,为151.6m g /g ;之后随铀平衡质量浓度升高,铀平衡吸附量基本没有变化,趋于稳定㊂2.2.3 A H T C C 的吸附动力学以铀吸附量为纵坐标,吸附时间为横坐标,绘制A H T C C 的吸附动力学曲线,如图5所示㊂可以看出:AH T C C 在60m i n 内吸附速率较快,之后略微变慢;吸附180m i n 时达到吸附平衡,此时的铀吸附量为151.1m g /g㊂图5 A H T C C 的吸附动力学曲线分别采用准一级㊁准二级动力学模型[16-17]对图5数据进行拟合,结果如图6所示㊂准一级动力学模型:l n (q e -qt )=l n q e -k 1t ;准二级动力学模型:t q t =1k 2q2e +t q e ㊂式中:qe 吸附平衡时A H T C C 对铀的吸附量,m g /g ;q t 吸附t 时间时A H T C C 对铀的吸附量,m g /g ;k 1 准一级动力学模型的吸附速率平衡常数,m i n -1;k 2 准二级动力学模型的吸附速率平衡常数,g /(m g㊃m i n );t 吸附时间,m i n㊂图6 A H T C C 吸附铀的准一级(a )㊁准二级(b)的动力学拟合曲线㊃201㊃第43卷第1期 王凤菊,等:胺基改性壳聚糖吸附材料的制备及其对铀的吸附性能研究 由图6看出:准一级㊁准二级动力学模型拟合的线性相关度分别为0.96998㊁0.99561,即A H T C C 的吸附动力学以准二级动力学模型拟合的线性相关度更高,说明A H T C C 对铀的吸附过程更符合准二级动力学模型,吸附速率受化学吸附机制控制㊂2.2.4 温度对A H T C C 吸附性能的影响温度对A H T C C 吸附性能的影响试验结果如图7所示㊂可以看出:温度在10~50ħ范围内,随温度升高,A H T C C 对铀的吸附量呈逐渐升高趋势,说明A H T C C 吸附铀的过程吸热㊂图7 温度对A H T C C 吸附性能的影响2.3 A H T C C 的解吸性能取300m L 质量浓度为500m g /L 模拟铀溶液,用A H T C C 吸附24h ,之后分别以98g /LH 2S O 4㊁80g /LN a 2C O 3+20g /LN a H C O 3㊁60g /L N a C l +6g /L N a H C O 3作解吸剂,对负载铀的A H T C C 进行解吸,试验结果见表2㊂表2 A H T C C 的解吸性能解吸剂种类浓度配比/(g㊃L -1)铀解吸率/%H 2S O 49894.7N a 2C O 3/N a H C O 380/2097.5N a C l /N a H C O 360/668.4由表2看出:98g /LH 2S O 4㊁80g /LN a 2C O 3+20g /L N a H C O 3的铀解吸率相对较好,分别为94.7%㊁97.5%;而60g /L N a C l +6g /L N a H C O 3的铀解吸率较低,仅为68.4%㊂综合考虑,确定以80g /LN a 2C O 3+20g /LN a H C O 3作为解吸剂㊂2.4 A H T C C 对低浓度含铀废水的吸附A H T C C 分别在低浓度模拟含铀废水和低浓度实际含铀废水中的吸附性能对比结果见表3㊂可以看出:初始铀质量浓度为5.33m g /L 的模拟含铀废水经A H T C C 单次摇床振荡吸附,吸附尾液中铀质量浓度为0.048m g /L (ɤ0.05m g/L ),符合铀废水外排标准[18];实际含铀废水中铀初始质量浓度为5.38m g/L ,经A H T C C 单次摇床振荡吸附,吸附尾液铀质量浓度降至0.236m g/L ,这主要是因为实际含铀废水中C O 2-3㊁H C O -3㊁S O 2-4等杂离子浓度较高([C O 2-3]=19.2g /L ,[H C O -3]=6.98g /L ,[S O 2-4]=9.92g /L ),影响了吸附材料对铀的吸附㊂但经单次摇床振荡吸附,铀去除率仍可达95.6%㊂表3 A H T C C 对低浓度模拟铀废水和实际铀废水的吸附性能对比结果含铀废水初始ρ(铀)/(m g ㊃L -1)吸附尾液中ρ(铀)/(m g㊃L -1)铀去除率/%模拟5.330.04899.1实际5.380.23695.63 结论采用水热法制备壳聚糖微球后,再通过环氧化-胺化法对其进行功能化改性,可制得胺基改性壳聚糖铀吸附材料A H T C C ㊂该材料在p H=5~8条件下,对铀溶液中的铀吸附果较好,最大铀吸附量可达151.6m g /g ;以80g /L N a 2C O 3+20g /L N a H C O 3作解吸剂,铀解吸率可达97.5%㊂对于低浓度模拟含铀废水,经A H T C C 单次摇床振荡吸附,吸附尾液铀质量浓度可达铀废水外排标准㊂对于含杂离子浓度较高的低浓度实际含铀废水,经单次摇床振荡吸附,铀去除率可达95.6%㊂A H T C C 有望应用于分离去除低浓度放射性废水中的铀㊂参考文献:[1] MU Z Z A R E L L IR A.P o t e n t i a lo fc h i t i n /c h i t o s a n -b e a r i n gm a t e r i a l s f o ru r a n i u mr e c o v e r y :a ni n t e r d i s c i p l i n a r y r e v i e w [J ].C a r b o h y d r a t eP o l y m e r s ,2011,84(1):54-63.[2] 易琼,叶菊招.壳聚糖吸附剂的制备及其性能[J ].离子交换与吸附,1996,12(1):19-26.[3] A T I A A A.S t u d i e so nt h e i n t e r a c t i o no fm e r c u r y (Ⅱ)a n d u r a n y l (Ⅱ)w i t hm o d i f i e d c h i t o s a n r e s i n s [J ].H y d r o m e t a l l u r g y,2005,80(1/2):13-22.[4] 周利民,王一平,黄群武.乙二胺改性壳聚糖磁性微球吸附H g 2+和U O 2+2[J ].核化学与放射化学,2007,29(3):㊃301㊃湿法冶金2024年2月184-188.[5]李欣.功能性壳聚糖基微球可控制备及其对放射性废水中碘离子的吸附研究[D].武汉:武汉科技大学,2022. 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[13]邓文雅.基于葡萄糖的微/纳球形材料的合成与表征[D].大连:大连理工大学,2007.[14] Z HA N G W L,Z HA N G Z B,C A O X H,e ta l.U r a n i u ma d s o r p t i o ns t u d i e so n h y d r o t h e r m a lc a rb o n p r o d uc ed b yc h i t o s a nu s i n g s t a t i s t i c a lde s i g n m e t h o d[J].J o u r n a lo fR a d i o a n a l y t i c a l a n dN u c l e a rC h e m i s t r y.2014,301(1):197-205.[15]王凤菊,封宇,宿延涛,等.壳聚糖骨架新型铀吸附材料的研制[J].核标准计量与质量,2018(4):43-47. 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交联壳聚糖吸附处理低浓度含铀废水
的功能基团, 因此常作为重金属离子及其他有害物 质的吸附剂。但 由于壳 聚糖适 用的 p H 值范 围较 窄、 易流失、 电荷密度小、 分子量较低, 从而在溶液中 沉降速度慢等缺点 , 限制了其在环境治理当中的应 用效果。因此可根据其本身的官能团, 进行接枝、 交 联、 酰化、 缩甲基化等多种反应, 生成具有不同理化 性质的衍生物 , 使其用途更为广泛。本研究以天然 高分子化合物壳聚糖 ( CTS ) 为原料, 在碱性条件下
( East China Institu te of T echnology ) Abstrac t T aking the natural po lym er co m pounds of ch itosan as raw m aterials , the inso lub le cross linked ch ito san w as syn thesized by the reaction o f chitosan w ith epichlo rohydr in under alka line conditions as the adso rbent of uranium bear ing w aste w ater . T he influence fac to rs on adsorption o f uran ium were investigated in deta ils , such as pH v alue , adso rbent dos age , uranium in itia l concentration, partic le s ize and equilibr ium of adso rption and the adsorption kine tics la w o f uranium on cross linked chitosan we re descr ibed. T he resu lts show tha t under the cond itions o f pH = 3~ 5, adding 10 m g cross linked ch ito san, the adso rption equilibr ium for the 50 mg /L uranium can be obta ined afte r 160m in o f adso rption, and the adsorp tion re m ov al efficiency of cro ss linked chitosan for uran ium w as over 98. 0% . The adsorption la w o f uran ium on cross linked ch ito san fo llo w ed the L ang m uir mode l very w e ll and the pseudo second o rder k inetics m ode lw as used to descr ibe the ad sorption pro cess . W hen the in itia l concentra tions of uran ium is 50 mg /L, the adsorp tion re m ova l e fficiency of chitosan and cross linked ch itosan for uran ium is 87. 4% and 98 . 0 % respective ly , and the absorbability o f cross linked ch itosan w as i m proved sign ificantly . K eywords Cross linked ch itosan , A dsorption, U ran ium bear ing waste w ate r
壳聚糖及其衍生物对金属离子的吸附研究_上_
基金项目:甘肃省自然科学基金(ZS021_A25_010_Z);作者简介:孙胜玲(1976-),女,博士研究生,主要从事功能高分子的研究;*通讯联系人,T el:0931_4968118;E_mail:aqwang@壳聚糖及其衍生物对金属离子的吸附研究(上)孙胜玲1,2 王 丽1,2 吴 瑾1,2 王爱勤1*(1中国科学院兰州化学物理研究所,兰州730000;2中国科学院研究生院,北京100049)摘要:壳聚糖是一种天然高分子,在其分子结构的重复单元中有)NH 2和)OH,因而对金属离子有较好地吸附和配位能力。
本文较全面地综述了壳聚糖及其衍生物对金属离子的吸附性能,简述了它们与金属离子形成配合物的结构及吸附机理,并对其发展前景作了展望。
其中上篇主要讲述了壳聚糖及其衍生物对金属离子吸附性能的研究进展。
关键词:壳聚糖;衍生物;金属离子;吸附引 言壳聚糖(Chitosan 简称C TS)是甲壳素脱乙酰基的产物,是一种具有良好生物降解性、生物相容性、生物活性和物理机械性能的天然高分子。
完全脱乙酰化的壳聚糖化学名称为(1,4)_2_氨基_2_脱氧_B _D _葡萄糖,其结构式如下:图1 壳聚糖结构式Figure 1 Structure of chitosan壳聚糖及其衍生物与金属离子配位的研究依赖于它们分子链中存在的大量羟基、氨基及N _乙酰氨基,由于这些基团的存在,使壳聚糖通过氢键或盐键形成具有类似网状结构的笼形分子,从而对金属离子有着稳定的配位作用。
由于壳聚糖及其衍生物与金属离子很好的配位作用,使其呈现出许多特殊的物理化学性质和生物活性,从而使其在废水处理、食品工业、化工、农业、生物工程和医药等方面得到了广泛的应用[1~3]。
本文综述了壳聚糖及其衍生物与金属离子吸附和配位研究的合成、表征及应用研究进展,并对其发展前景作了展望。
1 壳聚糖对金属离子的吸附111 壳聚糖对金属离子的吸附Muzzarelli [4]就壳聚糖与金属离子的配位和吸附性能进行了较为系统的研究,发现壳聚糖对过渡金属离子和重金属离子有很好的吸附作用,而对碱金属和碱土金属却没有吸附作用。
壳聚糖及其衍生物的吸附特性研究进展
（ 南师 范大学 ， 华 广东 广州 ５０３） １６１
摘 关 键
要 ： 综述 了壳 聚 糖及 其 衍生 物对 重金 属 离 子 、 和有 机染 料等 吸 附特 性 的研 究 进展 。 酸 词 ： 壳 聚糖 ；衍生 物 ；吸附 特性
文 献标 识码 ： Ａ 文 章 编 号 ： １０ ０ ３ （０ ２ ０ — ２ １ ０ ０ ４— ９ ５ ２ ０ ）７ ０９ — ４
一
外 ， 酸 、 机染料 、 白质 等也具 有很 强 的吸 附 对 有 蛋 能力 。 因此 ， 可作 为絮凝剂用 于废水处理 、 品厂 食 蛋 白质 回 收 、 药 药 液 提 纯 精 制 、 去 酱 油 沉 淀 中 除 物、 氨基 酸光学异构 体 的分离 、 麦胚 芽凝集素 的 小 分 离 、 液 中 重 金 属 离 子 的 分 离 回 收 等 ｌ 。 尤 其 溶 ３ ］
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２０ １卷第 ７期 第 ３ ７月 ０ ２年
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Ｖ０ ． １． ． １ ３ Ｎｏ ７
Ｉ ｏ ｎ ｅ ｃ ｌＩ ｕｓｒ Ａａ ｎｉｇ Ｃｈ ｍｉ ａ ｎｄ ｔｙ
Ｊｌ，０２ ｕｙ ２ ０
壳 聚 糖 及 其 衍 生 物 的 吸 附 特 性 研 究 进 展
水溶 液 中配位分 离重金属离 子。 ２ １ 壳 聚 糖 及 其 衍 生 物 对 Ｃ ｚ 吸 附 ． ｕ 的
α-酮戊二酸改性壳聚糖对低浓度 U（Ⅵ）的吸附性能
α-酮戊二酸改性壳聚糖对低浓度 U（Ⅵ）的吸附性能王劲松;邹晓亮;贾亮;皮艾南;谢磊;单德才【摘要】通过α‐酮戊二酸与壳聚糖反应生成 Schiff碱，再用NaBH4还原制备出α‐酮戊二酸改性壳聚糖。
采用FT‐IR、XRD和SEM对其结构进行表征，研究其对水溶液中U （Ⅵ）的吸附行为，考察溶液初始pH值、吸附时间、温度等因素对其吸附水溶液中U （Ⅵ）效果的影响。
结果表明，在35℃、p H＝4.0、吸附时间为45 min的条件下，对U （Ⅵ）浓度为5 mg／L的水溶液中铀的去除率在99％以上，U （Ⅵ）的剩余浓度已达到国家排放标准（0.05 mg／L ）。
吸附U （Ⅵ）的α‐酮戊二酸改性壳聚糖可用8％的NaO H溶液进行解吸再生，解吸再生后的吸附剂对U （Ⅵ）的吸附效果未明显下降。
SEM表明，α‐酮戊二酸改性壳聚糖表面粗糙，呈现凹凸不平的多孔结构。
FT‐IR分析显示，α‐酮戊二酸改性壳聚糖表面的—COO H是U （Ⅵ）的主要结合位点。
%A kind of α‐ketoglutaric acid modified chitosan (KMCS) was synthesized with the rea ction of α‐ketoglutaric acid and chitosan to obtain Schiff base and with the reduc‐tion reaction by NaBH4 .The structure of KMCS was characterized by FT‐IR ,XRD and SEM .The effects of initial pH ,adsorption time ,temperature and other factors on U(Ⅵ)adsor ption on KMCS were investigated . The experimental results show that under the condition of35 ℃ ,pH=4.0 ,adsorption time of 45 min ,and U(Ⅵ) initial concentration of 5 mg/L ,the percentage removal of U (Ⅵ) adsorbed by KMCS is higher than 99% ,which leads to the U (Ⅵ ) concentration in the rest solution lower than the national emission standard (0.05 mg/L) .The KMCS can be regenerated with the solu‐tion of 8% NaOH ,and there is no obviousdecline after regeneration .The SEM images of the samples show that the KMCS has a rough surface and an uneven porous struc‐ture .FT‐IR analysis demonstrates that —COOH groups of KMCS are the main binding sites ofU (Ⅵ) .【期刊名称】《原子能科学技术》【年(卷),期】2015(000)002【总页数】8页(P255-262)【关键词】α-酮戊二酸改性壳聚糖;吸附;解吸;再生;U(Ⅵ)【作者】王劲松;邹晓亮;贾亮;皮艾南;谢磊;单德才【作者单位】南华大学城市建设学院，湖南衡阳421001;怀化市规划研究设计院，湖南怀化 418000;南华大学城市建设学院，湖南衡阳 421001;南华大学城市建设学院，湖南衡阳 421001;南华大学城市建设学院，湖南衡阳 421001;南华大学化学化工学院，湖南衡阳 421001【正文语种】中文【中图分类】X591;O647.3随着我国核工业的快速发展，对铀的需求量逐年增加，目前国内天然铀的生产能力仅能满足1／3的需求，铀供应面临巨大压力。
壳聚糖及其衍生物的研究进展
壳聚糖及其衍生物的研究进展作者：张俊楠来源：《现代食品·下》2017年第03期摘要：随着经济文化的不断进步与发展，我国科学技术也取得了显著的成就。
近年来，在科学技术日益更新的新形势下，壳聚糖及其衍生物逐渐被广泛应用到各行业中，并受到社会各界的关注。
受诸多因素影响，仍有不少人对壳聚糖及其衍生物的应用领域了解不足。
因此，本文针对此种现象，根据有关壳聚糖及其衍生物应用文章的研究，总结出壳聚糖及其衍生物的具体应用情况。
关键词：壳聚糖；衍生物；理化性质Abstract：With the continuous progress of economic and cultural development， China's science and technology has also made remarkable achievements. In recent years， under the new situation of science and technology， chitosan and its derivatives have been widely used in various industries. Affected by many factors， there are still many people lack understanding of the application of chitosan and its derivatives. Therefore， in this paper， based on the application of chitosan and its derivatives， the specific application of chitosan and its derivatives are summarized.Key words：Chitosan； Derivatives； Physicochemical properties中图分类号：R318.08自对外开放深入实施后，我国经济文化快速发展，综合国力显著提升。
壳聚糖与壳寡糖结构及其对放射性核素铀吸附性能
ＤＯ ：０． ７ ４ Ｓ ． ． ０ ５ ２ １ ． ０ ０ Ｉ １ ３ ２ ／ Ｐ Ｊ １９ ． ０ ０ ９ ０ ７
甲壳 素 （ ｈｔ ） 又名 甲壳质 、 多糖 ， Ｃ ｉｎ ， ｉ 壳 化学 名为 一１４ －一 （ ，）２乙酰氨 基．一 氧一 葡 聚糖 ， 自然界 中 ２脱 Ｄ一 是
生物处理含放射性核素的废水 ， 不仅可消除核污染 ， 同时还能 回收放射性核素 ｍ 。 ’Ｊ 壳聚糖处理含放射 性核素钚的废水 ， 去除率为 ９ ％ ， ５ 吸附钚的壳聚糖经灰化可回收钚…Ｊ 磷酸化 的壳糖可从铀矿废水 中 。 回收铀 ， 其吸附量 比一般吸附剂吸附要高得多， 用稀 Ｎ Ｈ Ｏ 溶液解吸 ， ａＣ 便可回收铀。 本研究在对壳聚 糖和壳寡糖结构进行表征的基础上 ， 研究了壳聚糖对放射性核素铀的吸附性能 ， 探讨了重金属离子存在 的情况 下 ， 聚糖对 放射性 核素铀 吸 附性能 的影 响。 壳
１ ２ 脱 乙酰度 （ ｇ ｅ ｆ ｅ ｃｔｌｔ ｎ， ． Ｄｅｒｅｏ ａｅｙａｉ ＤＤ） Ｄ ｏ 的测定
分别称取一定量干燥后的壳寡糖、 壳聚糖于烧杯 中， ００ ｍ ｌｍ 取 ．２ｍ ｏ Ｌ的 Ｈ １ ／ Ｃ 溶液 ２ Ｌ 使其完全 ０ｍ ， 溶解后移入三角烧瓶中， 各加入 １ 甲基红。用 ００ ｍ ｌ ＬＮ Ｏ 滴 ．２ｍ ｏ ｍ ａ Ｈ溶液滴定， ／ 至溶液颜色由粉色变
第２ ７卷 第 ４期
２ １ ４月 ０ ０年
应 用 化 学
Ｃ ＮＥ Ｅ Ｊ ＨＩ Ｓ ＯＵＲＮ Ｐ Ｉ Ｄ ＣＨＥ Ｓ ＲＹ ＡＬ ＯＦ ＡＰ Ｌ Ｅ ＭＩ Ｔ
磁性交联壳聚糖对水溶液中铀(Ⅵ)离子的吸附行为
Ａｂｓｒ ｃ ： Ｔｈ ｒ ｏ ｍａ ｃ ｖ １ｃ ｏ ｓ ｌｎｋｅ ｇｎ ｔｃ ｃ ｔ ｓ ｎ （ ｔａ ｔ ｅ ｐｅ ｆ ｒ ｎ ｅｏｆａ ｎｏ ｅ ｒ ｓ —ｉ ｄ ｍａ ｅ ｉ ｈｉｏ ａ ＴＴＧ— ＣＴＳ）， ｗｈｉｈ ｉ ｏ ｔ ｄ ｗｉｈ Ｍ ｃ ｓ ｃ ａ ｅ ｔ ｍ ａ ｎｅ ｉ ｌ ｉ ｓ ａ ｃ ｏ ｓ ｌｎｋｅ ｔ ｕ ａ ａ ｄｅ ｄｅ ａ ｔ ｏ ｅ ｇ ｔｃ ｆｕ ｄ ｎｄ ｒ ｓ —ｉ ｄ ｗｉｈ ｇｌ ｔ ｒ ｌ ｈｙ ｎｄ ｈｉ ｕｒ ａ， ｉ ｎｖ ｓ ｉ ａ ｅ ｆ ｔ ｄｓ ｒ ｔｏ ｏ ｓ ｉ ｅ ｔｇ ｔ ｄ ｏｒ ｈｅ ａ ｏ ｐ ｉ ｎ ｆ
ｃ ａ ｉ ｇ ｉ ｓ ｃ ｅ ｓ ｕ ｎ ｈ ｒ ｓ —ｉ ｋ ｎ ｒ ｃ ｓ ｓ ｅ ｆ ｃ ｉ ｅ Ｔｈ ｎ ｒ ｙ ｄ ｓ ｅ ｓｖ ｐ ｃ ｒ ｓ ｏ ｙ （ ｏ ｔｎ ｓ ｕ ｃ ｓ ｆ ｌ ｄ ｔ ｅ ｃ ｏ ｓ ｌ ｉ ｇ ｐ ｏ ｅ ｓ ｉ ｆ ｅ ｔ ． ｅ ｅ ｅ ｇ ｉｐ ｒ ｉ ｅ ｓ ｅ ｔ ｏ ｃ ｐ ａ ｎ ｖ ＥＤＳ）
被 吸 附 在 Ｔ － ＴＳ上 。系 统 研 究 了溶 液 ｐ 值 、铀 （ ）初 始 浓 度 及 振 荡 时 问 对 吸 附 容 量 的 影 响 ，继 而 得 到 ＴＧ ＭＣ Ｈ Ⅵ
最 佳 工 艺 条 件 。 吸 附过 程 用 Ｌ ｎ ｍｕｒ 温 式 拟 合 优 于 用 Ｆ ｅｎ ｌ ｈ等 温 式 ，最 大 吸 附 容 量 为 １ １ ３ｍｇ。 ａ ｇ ｉ等 ｒｕ ｄｉ ｃ ６ ． ｇ 。 较 之 拟 一 级 动 力 学 模 型 ，拟 二 级 动 力 学 模 型 能 更 好 地 拟 合 实 验 数 据 。 关 键 词 ：磁 性 交 联 壳 聚 糖 ；铀 （ ） Ⅵ ；吸 附 容 量 ；等 温 式
吸附水体中铀的研究进展
吸附水体中铀的研究进展韩琪胜;马儒超;周志伟;张文龙【摘要】对吸附处理含铀废水的最新研究进展做了综述,详细介绍了各类吸附材料最新研究成果.【期刊名称】《江西化工》【年(卷),期】2014(000)001【总页数】5页(P72-76)【关键词】吸附;铀【作者】韩琪胜;马儒超;周志伟;张文龙【作者单位】东华理工大学,江西南昌330013;东华理工大学,江西南昌330013;东华理工大学,江西南昌330013;东华理工大学,江西南昌330013【正文语种】中文1 前言核能发电具有污染小、发电量大、效率高等优点，在当今全球发展低碳环保经济的背景下，是替代化石能源的最佳选择。
当今在核能发展的同时产生了大量含铀废水，由于铀具有放射毒性和重金属毒性，如果含铀废水不经处理直接排放将会对人类健康产生极大危害。
此外，从含铀废水中提取铀，可提高铀资源的利用率，弥补供需差距。
无论是从环保的角度还是从提高铀资源利用率的角度出发，分离富集水体中的铀加以利用都具有重大意义。
目前处理含铀废水的方法有离子交换、混凝沉淀、蒸发浓缩萃取、吸附等，其中吸附法具有材料来源丰富、简单、高效、针对性强等优点，是从含铀废水中回收铀的最常用方法。
吸附法是通过固体吸附剂的吸附作用将废水中的污染物分离出来，达到净化废水的目的，吸附法的关键在于选择合适的吸附剂。
目前常见的铀的吸附剂有粘土矿物、生物质材料、天然高分子、碳材料、复合材料等几类。
2 各类吸附材料研究情况2.1 粘土、矿物类一些天然粘土、矿物对放射性元素具有较好的吸附效果，并具有易开采、储量大、价格低廉等优点，具有很强的实际应用价值。
高岭土、膨润土等粘土分布广泛，是自然界中最重要的一些粘土矿物。
Zhang等[1]研究发现天然高岭土对铀的吸附符合Freundlich和Dubinin-Radushkevich等温吸附模型，可以用准二级动力学模型描述。
Wang等[2]将高岭土经过焙烧和酸处理进行改性，改性高岭土对铀的吸附平衡数据符合Langmuir模型，仍然符合准二级动力学模型，改性后较改性前吸附量有大幅提高。
吸附法处理含铀废水研究进展
第5期2018年10月No.5 October，2018特点，用天然高分子化合物处理含铀废水，受到科研工作者的广泛关注。
Yi 等通过静态实验研究了pH 、温度和反应时间等因素对壳聚糖粉末吸附废水中铀（VI ）的影响，Bai 等研究了海藻酸钙球对废水中铀（VI ）的吸附特性。
但天然高分子化合物存在提取难度大，成本较高等缺点。
2.3 碳材料碳材料具有多孔、比表面积大和酸碱稳定性好等优点，常用作吸附材料。
活性炭、介孔碳、碳纳米管和水热碳等一系列传统和新型碳材料在含铀废水处理方面也有广泛应用。
Yi 等通过吸附实验研究表明，杏壳活性炭有良好的铀吸附性能。
Sun 等研究了氧化多壁碳纳米管对废水中铀的吸附性能。
需要指出的是，碳材料吸附剂存在制备成本高、材料产出率较低和再生较困难等缺点。
2.4 复合吸附剂复合吸附剂由吸附功能基团和基体组成，两者通过化学键或范德华力连接在一起，具有基体材料丰富、功能基团可根据吸附目标进行选择和可设计等优点，可有针对性地提高对铀等放射性元素的吸附量和吸附选择性。
Jamali 等合成了一种水杨醛改性介孔硅复合材料，该材料用来吸附溶液中的铀，吸附速率非常快，且对铀的选择吸附性好。
Cao 等合成了磷改性的聚（苯乙烯-二乙烯基苯）螯合树脂复合材料，该材料对溶液中的铀吸附去除率最高达到99.72%，且可多次反复使用。
这是由于复合吸附剂合成过程复杂，成本较高。
2.5 生物质材料由于生物质材料相比于其他吸附材料，具有原料价廉易得、处理过程简单和二次污染较小等特点，越来越受到国内外研究者的重视。
目前，已被用于含铀废水吸附研究的农林生物质主要有小麦秸秆、花生壳、马尾松木屑、梧桐树叶、稻壳和马尾松花粉等。
表1列举了部分可用于吸附分离溶液中铀离子的农林生物质吸附材料及其吸附特性。
康逢福1，樊立静2（1.福建宁德核电有限公司，福建 宁德 352100；2.宁德海洋环境监测中心站，福建 宁德 352100）摘 要：随着核能利用的大规模发展，核能利用过程中产生的废弃物越来越受到社会公众的关注，其中含铀废水的处理是公众关注的重点之一。
壳聚糖基吸附剂去除水溶液中金属离子的研究进展
2020年18期众创空间科技创新与应用Technology Innovation and Application壳聚糖基吸附剂去除水溶液中金属离子的研究进展*张楠（黑龙江省科学院技术物理研究所，黑龙江哈尔滨150009）众所周知，重金属离子由于其有毒和不可生物降解的特性，对生态系统和公众健康构成了严重的威胁[1]，因此，去除废水中的重金属离子是一个至关重要的问题。
到目前为止，已经开发了各种去除重金属的处理方法，包括化学沉淀、溶剂萃取、离子交换、蒸发、电解和吸附[2]。
在这些方法中，吸附法由于其操作方便、效率高、成本低，是最有效、最简单的方法之一[3]。
壳聚糖是一种由甲壳素衍生的氨基多糖，由于其具有生物相容性、生物降解性和抗菌性的特点，是目前应用范围最广的生物聚合物。
此外，由于壳聚糖骨架上-NH 2和-OH 基团可作为螯合和反应位点，它被认为是一种理想的吸附剂[4]。
在本文中，我们综述了壳聚糖的改性方法，及其对各种金属离子的吸附的应用潜力。
1壳聚糖概述壳聚糖（CS ）是甲壳素的主要衍生物，主要由β（1→4）-连接的2-氨基-2-脱氧-β-d-葡萄糖组成，可在碱性条件下通过甲壳素去乙酰化制备。
由于壳聚糖和甲壳素的原料相同，因此，它们的物理及化学性质相似。
然而，由于甲壳素的脱乙酰化程度不同，得到的最终产物的相对分子质量也有所差异。
壳聚糖是重金属离子和放射性核素的良好螯合剂，由于其存在机械强度低，化学稳定差等缺点，而限制了其工业上的应用，对壳聚糖进行改性后一方面可以提高聚合物在宽pH 范围水介质中的化学稳定性，另一方面也可以提高吸附性能[5]。
2壳聚糖改性方法2.1物理改性壳聚糖物理改性的选择主要取决于用于应用的吸附结构。
目前通过对壳聚糖物理改性，可以将壳聚糖塑造成不同的形貌，如粉末、微球、水凝胶、膜和纤维[6]。
当壳聚糖在酸性水溶液中与碱混合时，可以得到固体壳聚糖。
该方法通常用于制备不同尺寸和孔隙度的膜、纤维和球形凝胶珠。
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且 能生 物 降解 ，因 此 利 用 壳 聚 糖 及 其 衍 生 物
作为 吸 附剂 来 处 理 废 水 也 成 为 全 球 争 相 研 究
的课 题 。
铀有 质量 数从 ２ ６ ４ ２ ～２ ０的 １ ５种 同 位 素 ，
所 有 同 位 素 都 具 有 放 射 性 。其 中 Ｕ、 。Ｕ 和 。
第 ２ ６卷 第 ５期
２ ０年 ０ｌ
地
质
Ｖ ０ ． Ｎ Ｏ Ｉ ２６ ．５ Ｓｅ ． ｐ ２ ０ ０１
９月
Ｇｅ ｌ ｙ ｏ ｏｇ
壳 聚 糖 及 其 衍 生 物 吸 附铀 的研 究 进 展 ①
王彩霞 一，刘云海 ，花 榕 ，庞 翠 ，王 勇
（ ．东 华 理 工 大 学 核 资 源 与 环 境 教 育 部 重 点 实 验 室 ，江 西 南 昌 ３ ０ １ ；２ １ ３ ０ ３ ．东 华 理 工
壳 聚糖 （ ｈｔ ｓｎ Ｃ ｉ ａ ）是 由甲壳 素 经浓 碱 水 ｏ 解 脱 乙酰基 后生 成 的产物 ＿ ，又称脱 乙酰 甲壳 】 ］ 质 、可 溶性 甲 壳 素 、聚 氨 基 葡 萄 糖 ，化 学 名 称 是 （ ，４ １ ）一２ 氨 基 一２一 氧一Ｊ一Ｄ一 萄 一 脱 ３ 葡 糖 ，是 自然 界 中 仅 次 于 纤 维 素 的 第 二 大 类 天 然 高分 子 化 合 物 ，是 除 蛋 白质 以 外 数 量 最 大 的含氮天 然 有机 化 合 物 。它 是 白色 或 灰 白色 、 略有 珍 珠 光 泽 、半 透 明 固 体 ，不 溶 于 水 和 碱
量 大 、 处 理 成 本 高 ， 或 者 是 残 留 物 毒 性 大 易
造 成二 次 污染 。因 而 开发 无 毒 、安 全 、价 廉 、 无 二次 污 染 的 吸 附 剂 就 成 了 世 界 性 大 课 题 。
壳 聚糖 在上述 几 个 方 面 有 着 得 天独 厚 的优 势 ，
等 ，但不 溶 于 冷 的 稀 酸 。壳 聚 糖 分 子 中含 有
酰胺 基 及 氨 基 ，分 子 中这 些 大 量 的 酰 胺 基 及 氨基 ，可 以借 助 氢 键 或 离 子 键 形 成 具 有 类 似 网状结 构 的 笼 形 分 子 ，从 而 对 金 属 离 子 具 有
稳 定 的 配 位 作 用 ，这 是 造 成 它 们 具 有 吸 附 性 的 根 本 原 因 【 。作 为 一 个 线 性 聚胺 ， 当 它 在 酸 ２ ］ 性 介 质 中 溶 解 以 后 ， 随 着 氨 基 的 质 子 化 ， 即
（ ＤＨＸＫ ９ ５ ；东 华 理 工 大 学 大 学生 创 新 性 实 验 计 划 项 目 。 ００）
［ 稿 日期 ］２ ０ —８３ ［ 回 日期 ］ ２ ０ —１２ 收 ０ ９０ —１ 改 ０ ９１－ ５ ［ 者 简 介 ］ 王 彩 霞 （ ９４一 ，女 ，东 华 理 工 大 学 在 读 研 究 生 ， 主 要 研 究 壳 聚糖 及 其 衍 生 物 对 核 素 的 吸 作 １８ ）
附 。Ｅ ｍａｌ — ｉ ：ｍｉ ｚ ７ １ ＠ １ ６ ｃ ｍ ａ ｉ ５ ４ ２ ．ｏ ｎ １
铀 矿 地 质
第 ２ 的原 料 和 核 电站 的燃 料 。 由于天 然 铀 广 泛 存 在 于 土壤 、岩 石 、地 下 水 中 ，所 以 在 空 气 和 动 植 物 ， 以及 许 多食 品 和 饮 用水 中都含 有微 量 的铀［ 。水体 中 的铀 来源 ３ ］ 很 多 ，如 各 种 核 武 器 试 验 、核 电站 放 射 性 废 物非正 常排 放 、异 常 事 故 、铀 加 工 及 铀 矿 冶 企 业排放 的废 水等 口 。根 据铀 矿地 质放射 性保 ］ 护和环 境 保 护 规 程 规 定 ，铀 在 露 天 水 源 中 的 限制浓度 为 ０ ０ ／ ． ５ｍｇ Ｌ，如果 超标 含铀废 水不 经过处 理 直 接 排 入 露 天 水 源 或 农 田，将 会 污 染周 围 环 境 ，给 农 业 和 渔 业 带 来 损 害 ，给 人
溶 液 ，可 溶 于 稀 有 机 酸 及 部 分 无 机 酸 如 盐 酸
表现 出 阳离子 聚合 电解质 的性 质 。
近来 ，将壳 聚 糖 及 其 衍 生 物 作 为 吸 附 剂
应 用 于 水 处 理 工 艺 的 文 献 已屡 见 报 道 ，可 见 壳 聚糖 的研 究 与应 用 已经 引起 了 社 会 广 泛 的 关 注 。常 规 使 用 的 吸 附 剂 尽 管 有 效 ，但 其 用
大学 化 学 生 物 与 材 料 科 学 学 院 ，江 西 抚 州 ３ ４ ０ ） ４０ ０
［ 要 ］ 对 近 几 年 来 国 内外 壳 聚糖 及 其 衍 生 物 吸 附 铀 的研 究 工 作 进 行 了 总 结 。这 些 衍 生 物 有 丝 氨 摘 酸 改 性壳 聚糖 、甲 基磷 酸 改 性 壳 聚 糖 、３ ，４一 羟 基 苯 甲 酸 改 性 壳 聚 糖 、苯 肿 酸 改 性 壳 聚 糖 、乙 二 胺 二 改性 壳 聚 糖 、分 子 印迹 技 术 改 性 壳 聚 糖 、聚 丙 烯 酰 胺 壳 聚 糖 水 凝 胶 和 珍 珠 岩 改性 壳 聚 糖 。 并 对 壳 聚 糖
。Ｕ 是 铀 的 天 然 放 射 性 同 位 素 。其 中 ， 只有 。
。 是 一 种 非 常 有 价 值 的 可 裂 变 物 质 ， 通 常 Ｕ
① 国家 基 础 科 研 项 目 （ ４ ０ ６ １ ６ ； 江 西 省 教 育 厅 科 技 项 目 （ ＪＯ ５ ８ ；东 华 理 工 大 学 校 长 基 金 Ａ３２ ０ ０ ４ ） Ｇ Ｊ９ ２ ）
及其 衍生 物 吸 附 水 中 铀 的 应 用 前 景 进 行 了展 望 。
［ 键 词 ］ 壳 聚 糖 ；铀 ；吸 附 关
［ 章 编 号 ］ １ ０—６ ８ ２ １ ） ５０ １—７ 文 ０ ００ ５ （０ ０ ０ —３ ３０
［ 图分 类 号 ］Ｐ １． ４ ６ ６ ［ 献 标 识 码 ］ Ａ 中 ６ ９ １ ；０ ３ 文