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交联木薯淀粉微球的合成、表征及吸附性能研究

作　者: 乔支卫
导　师: 汤建萍
学　校: 江西师范大学
专　业: 应用化学
关键词: 木薯淀粉微球合成工艺表征吸附性能
分类号: TS236.9
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

本论文以木薯淀粉为原料,N,N-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为交联剂,通过反相悬浮聚合法制备了交联木薯淀粉微球(CCSM),并对交联木薯淀粉微球的合成工艺、表征、理化性质和吸附性能进行了系统的研究。通过单因素试验分别研究木薯淀粉质量浓度、油水相比例、交联剂用量、引发剂用量、聚合时间、聚合温度、乳化分散速度等因素对木薯淀粉微球产率、粒径的影响。实验得出了合成CCSM的优化工艺条件：在乳化分散速度为3000r/min,木薯淀粉质量浓度为8%,油水相比例为4：1,交联剂用量0.5g,引发剂用量0.6g,聚合时间2小时,聚合温度60-65℃条件下,获得的木薯淀粉微球产率高、粒径小,表面粗糙且呈球形。采用扫描电子显微镜、傅里叶红外光谱仪、X射线衍射仪、综合热分析仪对CCSM的表观、结构和性能进行了全面的分析研究。结果发现：CCSM球形规整,表面微粗糙,相互之间无明显粘连现象。FTIR方面,CCSM在3400cm-1,1651cm-1,1536cm-1处出现明显伸缩振动吸收峰,交联基团不断取代淀粉分子内的氢键。XRD方面,CCSM较木薯淀粉在多个角度附近的衍射峰基本消失,已经无明显特征衍射峰,结晶度明显下降,呈现非晶态的衍射峰曲线特征；热性能分析方面,木薯淀粉与交联木薯淀粉微球的热分解都经历了三个阶段,随着热分解温度的上升,CCSM失重速率变化明显比木薯淀粉缓和,CCSM在热稳定性上得到了很大的提高。通过进行交联木薯淀粉微球对Fe3+吸附性能测试,利用红外光谱仪、X射线衍射和综合热分析仪对木薯淀粉微球及其吸附产物进行了表征,研究了其吸附行为。结果表明：在pH=4.5时交联木薯淀粉微球对Fe3+吸附效果较好,并且在2小时内达到吸附平衡；在给定研究浓度范围内,CCSM对Fe3+的吸附等温线符合Freundlich吸附等温方程；CCSM主要通过物理吸附、配位吸附方式来吸附Fe3+。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-6
目录  6-9
第一章文献综述  9-23
  1.1 淀粉的结构和性质  9-12
    1.1.1 淀粉的结构  9-10
    1.1.2 淀粉的性质  10-11
    1.1.3 木薯淀粉  11-12
  1.2 淀粉微球概述  12-14
    1.2.1 研究进展  12-13
    1.2.2 淀粉微球的种类  13-14
  1.3 淀粉微球制备方法  14-16
    1.3.1 物理法  14
    1.3.2 化学法  14
    1.3.3 反相悬浮聚合法  14-16
  1.4 淀粉微球的应用研究  16-21
    1.4.1 载药  16-17
    1.4.2 重金属离子吸附  17-18
    1.4.3 有机污染物吸附  18-19
    1.4.4 靶向给药与控释  19
    1.4.5 香精香料吸附和缓释  19-20
    1.4.6 活性物质分离与食品检验  20
    1.4.7 放射性治疗  20-21
  1.5 本研究立题背景、意义和研究展望  21-22
    1.5.1 本研究立题背景和意义  21
    1.5.2 木薯淀粉微球合成及应用研究展望  21-22
  1.6 本课题主要研究内容  22-23
第二章交联木薯淀粉微球的合成与表征  23-32
  2.1 引言  23-24
  2.2 实验仪器、材料与试剂  24-25
    2.2.1 实验仪器  24-25
    2.2.2 材料与试剂  25
  2.3 实验部分  25-26
    2.3.1 交联木薯淀粉微球的合成  25
    2.3.2 交联木薯淀粉微球的表征  25-26
  2.4 结果与分析  26-31
    2.4.1 交联木薯淀粉微球(CCSM)形貌  26-27
    2.4.2 红外光谱  27-28
    2.4.3 X射线衍射  28-29
    2.4.4 热失重  29-30
    2.4.5 溶胀性  30-31
  2.5 本章小结  31-32
第三章交联木薯淀粉微球合成工艺  32-39
  3.1 引言  32
  3.2 实验仪器、材料与试剂  32-33
    3.2.1 实验仪器  32-33
    3.2.2 材料与试剂  33
  3.3 实验部分  33-35
    3.3.1 木薯淀粉微球制备方法  33-34
    3.3.2 单因素实验  34-35
    3.3.3 产品分析  35
  3.4 结果与分析  35-38
    3.4.1 乳化分散速度对淀粉微球的影响  35-36
    3.4.2 木薯淀粉用量对聚合的影响  36
    3.4.3 交联剂MBA用量对聚合的影响  36-37
    3.4.4 引发剂K_2S_2O_8用量对聚合的影响  37
    3.4.5 水油相体积比对聚合的影响  37
    3.4.6 聚合温度对聚合的影响  37-38
    3.4.7 聚合反应时间对聚合的影响  38
  3.5 本章小结  38-39
第四章交联木薯淀粉微球Fe~(3+)吸附性能研究  39-53
  4.1 引言  39
  4.2 实验仪器、材料与试剂  39-40
    4.2.1 实验仪器  39-40
    4.2.2 材料与试剂  40
  4.3 实验部分  40-42
    4.3.1 溶液配制  40
    4.3.2 吸附实验条件选择  40-41
    4.3.3 木薯淀粉微球对Fe~(3+)吸附实验  41-42
    4.3.4 结构表征  42
  4.4 静态吸附热力学研究  42-45
    4.4.1 吸附等温线  42-44
    4.4.2 热力学函数计算  44-45
  4.5 静态吸附动力学研究  45-49
    4.5.1 α-t曲线图  46-47
    4.5.2 木薯淀粉微球对Fe~(3+)吸附过程的拟合  47-49
  4.6 吸附产物表征结果与分析  49-52
    4.6.1 吸附产物X射线衍射分析  49
    4.6.2 吸附产物热失重分析  49-51
    4.6.3 吸附产物红外光谱分析  51-52
  4.7 本章小结  52-53
结论  53-54
参考文献  54-62
致谢  62-63
在读期间公开发表论文(著)及科研情况  63

交联木薯淀粉微球的合成、表征及吸附性能研究

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