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镍离子模板壳聚糖树脂的合成及其吸附影响因素研究

作　者: 田海锋
导　师: 胡献国
学　校: 合肥工业大学
专　业: 机械工程
关键词: 壳聚糖 交联 戊二醛 金属离子 吸附
分类号: TF815
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要


针对二炮部队导弹加工镍的使用，废液难以回收利用的问题，本文采用交联的方法对壳聚糖进行改性，合成镍离子模板壳聚糖树脂。它是一种新型的环保吸附材料，可以循环使用。利用天然高分子材料甲壳素及其脱乙酰基产物壳聚糖经过化学改性后，用作镍金属离子的吸附剂，在废水处理领域有较好的应用前景。本文以Ni2+作模板金属离子，交联剂采用戊二醛，通过与壳聚糖交联合成壳聚糖金属离子Ni2+印迹树脂，对合成反应特征进行研究，并探讨合成反应机理。结果表明：树脂的交联度随着戊二醛用量的增大而增大，但当原料配比达到一定量时，交联壳聚糖树脂的交联度基本保持不变；树脂的交联度随着反应体系温度的升高而增大,并随合成反应时间的增加而增大；模板离子浓度、交联剂用量、反应温度、pH值等反应条件对合成树脂的吸附性能有着重要的影响，随着单个反应条件的改变，树脂的吸附率均出现先增大后减少的趋势。运用红外、扫描电镜等手段对镍离子模板壳聚糖树脂的结构和表面形态进行表征，考察吸附过程的影响因素，研究树脂对镍离子的吸附特性及吸附机理。结果表明：在吸附过程中树脂中的氨基参加了与镍离子的配位；与戊二醛交联后的模板壳聚糖树脂较未交联的壳聚糖发生了明显的变化。从微观形貌上看，交联后的树脂将更加有利于吸附。研究了模板壳聚糖树脂对镍离子的吸附影响因素。结果表明：树脂静态吸附镍离子在4h左右达到平衡；酸性条件下，树脂的吸附量较小，随着pH值升高，吸附量增加，pH值在7.08.0时，吸附量最大。pH >8.0以后，树脂对金属离子的吸附呈下降趋势；温度在3040℃时，吸附量随温度的升高而增大，而当温度继续升高时，吸附量降低；树脂再生后质量损失、吸附量变化不大，可重复使用。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-8
致谢  8-12
第一章 前言  12-28
  1.1 研究意义  12-13
  1.2 研究内容  13
  1.3 技术路线  13-14
  1.4 甲壳质及壳聚糖概述  14-16
  1.5 应用背景  16-17
  1.6 壳聚糖及其衍生物的应用进展  17-20
    1.6.1 在医药领域的应用  17
    1.6.2 在环保领域的应用  17-20
  1.7 壳聚糖做为金属离子吸附剂的研究进展  20-26
    1.7.1 壳聚糖直接作为金属离子吸附剂  20-22
    1.7.2 交联壳聚糖作为金属离子的吸附剂  22-24
    1.7.3 交联壳聚糖衍生物对金属离子的吸附  24-26
  1.8 交联壳聚糖的制备方法及其研究进展  26-28
    1.8.1 微球类的交联壳聚糖  26-27
    1.8.2 微波法交联壳聚糖  27
    1.8.3 模板交联壳聚糖  27-28
第二章 模板壳聚糖树脂的合成  28-40
  2.1 实验材料  28-29
    2.1.1 主要试剂  28
    2.1.2 主要仪器  28-29
  2.2 实验内容  29-30
    2.2.1 模板壳聚糖树脂的合成  29
    2.2.2 树脂对镍金属离子的吸附量  29-30
    2.2.3 树脂对镍属离子的吸附率  30
    2.2.4 交联度的测定  30
  2.3 合成反应条件的优化实验  30-31
    2.3.1 单因素实验  30-31
    2.3.2 正交实验  31
  2.4 树脂的表征  31
    2.4.1 红外光谱分析  31
    2.4.2 扫描电镜  31
  2.5 结果与讨论  31-38
    2.5.1 单因素实验反应条件对树脂性能影响  31-35
    2.5.2 正交实验结果讨论  35-36
    2.5.3 树脂的表征  36-38
  2.6 小结  38-40
第三章 模板壳聚糖树脂对镍离子的吸附影响因素研究  40-46
  3.1 实验材料及方法  40-42
    3.1.1 实验试剂及仪器  40
    3.1.2 分析方法  40-41
    3.1.3 镍溶液的配制及其浓度的测定  41-42
    3.1.4 树脂吸附镍过程的影响因素  42
    3.1.5 再生性能实验  42
  3.2 结果与讨论  42-45
    3.2.1 树脂吸附镍过程的影响因素  42-44
    3.2.2 再生性实验  44-45
  3.3 小结  45-46
第四章 结论与展望  46-47
参考文献  47-54

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中图分类: > 工业技术 > 冶金工业 > 有色金属冶炼 > 重金属冶炼 > 镍
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