乙二胺改性壳聚糖磁性微球吸附Hg^2＋和UO2^2＋

周利民 王一平 黄群武
[1]东华理工大学核资源与环境教育部重点实验室,江西抚州344000 [2]天津大学化工学院,天津300072

文章摘要:采用化学交联-种子溶胀法制得乙二胺改性壳聚糖磁性微球（EMCS），考察了其对水溶液中Hg^2＋和UO2^2＋的吸附性能。结果表明，EMCS粒径为50-80μm，氧化铁质量分数（w）为16％，该吸附剂在pH〈2．5时可选择性吸附Hg^2＋和UO2^2＋，吸附容量随pH升高而增加；其吸附等温线用Langmuir方程拟合为：ceq／Qeq=0．4405ceq／Qm＋0．5840（Hg^2＋，r=0．996O），ceq／Qeq=0．5256ceq／Qm＋1.3434（UO2^2＋，r=0．9906）；饱和吸附容量Qm分别为2．27，1.90mmol／g，高于磁性壳聚糖微球MCS和壳聚糖微球CS；其吸附动力学可用Lagergren方程拟合为：lg（Qeq—Q）=0．3612—0．0155t（Hg^2＋，r=0．9821），1g（Qeq～Q）=0．3027—0．0112t（UO2^2＋，r=0．9925）；对Hg^2＋，UO2^2＋的吸附速率常数（kad）分别为0．036，0．026min^-1；EMCS可用1mol／LH2SO4再生，脱附率大于90％，有良好的重复使用性。
文章主题:改性壳聚糖 磁性微球 Hg^2＋ UO2^2＋

文章内容：第29卷第3期2007年8月核化学与放射化学1.29.3.2007文章编号:0253—995(207)3—0184—05乙二胺改性壳聚糖磁性微球吸附2+和歪+周利民,王一平,黄群武1.东华理工大学核资源与环境教育部重点实验室,江西抚州344000;2.天津大学化工学院,天津300072摘要:采用化学交联一种子溶胀法制得乙二胺改性壳聚糖磁性微球(),考察了其对水溶液中抖和的吸附性能.结果表明,粒径为5080-,氧化铁质量分数()为16,该吸附剂在&;2.5时可选择性吸附和,吸附容量随升高而增加;其吸附等温线用方程拟合为:./一0.4405/+.5840(,一0.996),/—.5256/+_3434(0;,一0.9906);饱和吸附容量分别为2.27,_90/,高于磁性壳聚糖微球和壳聚糖微球,其吸附动力学可用—方程拟合为:(—)一0.3612—0.0155(,一0.9821),(～)一0.3027—0.0112(,一0.9925);对,的吸附速率常数()分别为0.036,0.026_.;可用1/再生,脱附率大于9,有良好的重复使用性.关键词:改性壳聚糖;磁性微球;;中图分类号:0646.8文献标识码:++—,—,—1.(),,344000,;2.,,300072,:.抖;.50—8016.抖;&;2.5..:/一0.4405/+0.5840(,一0.9960);/一0.5256/+1.3434(2,一0.9906).()2.27/抖1.90/;.—:(—)一0.3612—0.0155(抖,一0.9821);(—)一0.3027—0.0112(;,一0.9925).收稿日期:2006—10一3;修订日期:2007—04—17基金项目:江西省自然科学基金资助项目(050002);东华理工大学核资源与环境工程技术中心开放测试基金资助项目(051107)作者简介:周利民(197一),男,湖南邵阳邵东人,博士,副教授,主要从事磁性高分子材料的研究.第3期周利民等:乙二胺改性壳聚糖磁性微球吸附和0;185(七)0.036抖0.026;.—1/2490%..:;;抖;;吸附技术不仅可以回收重金属或放射性核素,还可同时治理污染,净化环境.磁性吸附具有传质速率高,固液接触好,压降低的优点,并且吸附剂易于通过外加磁场分离,因此受到关注口].磁性吸附应用很广泛,如加速生物污泥团聚,吸附牛奶中的放射性核素,吸附印染废水中的有机污染物等_2].壳聚糖的基本组成是2一胺基葡萄糖,以一(1,4)一糖苷键相互连接.壳聚糖分子中含有的羟基(一)和氨基(一)有良好的反应活性,可以方便地进行功能基接枝和改性.壳聚糖具有亲水性,生物相容性和可降解性,是一种良好的吸附剂.壳聚糖对金属离子(如抖,抖,)的吸附机制包括质子化氨基与金属配阴离子通过静电引力吸引,离子交换机制或通过功能基(一和一)与金属离子配合].本工作拟采用化学交联一种子溶胀法制备氧化铁一壳聚糖磁性吸附剂,并通过乙二胺改性增加氨基(功能基)含量,以改善吸附剂对和的吸附性能.1实验部分1.1试剂低粘度壳聚糖(相对分子质量1.3×10,脱乙酰度90),上海国药集团化学试剂有限公司;氯化铁(1.?6)和氯化亚铁(1?4),天津市福晨化学试剂厂,分析纯;氨水(.?,体积分数25～28),南昌鑫光精细化工厂,分析纯;戊二醛(质量分数259/6)和环氧氯丙烷,中国上海试剂总厂,均为分析纯;乙二胺,天津市大茂化学试剂厂,分析纯;水为去离2—子水,其它试剂均为分析纯.和;溶液用相应的氯化物加去离子水溶解后,再稀释定容至所需浓度.1.2仪器1200型扫描电镜,日本电子光学公司;3000型电位仪,英国公司;-550光谱仪,美国公司;-50热天平测定仪,日本公司,氮气气氛,升温速度2℃/;一13型振动样品磁强计,日本理学公司.1.3改性磁性壳聚糖微球的制备1.3.1壳聚糖微球()的制备5壳聚糖溶于2502%的醋酸溶液中,用细针管将壳聚糖溶液逐滴加至0.2/溶液中,形成凝胶状壳聚糖微珠,过滤,水洗至中性后,加入100甲醇及1.2259/6戊二醛水溶液,于室温下搅拌4,再于60℃反应5,产物过滤,洗涤.1.3.2磁性壳聚糖微球()的制备将上述制得的悬浮于一定浓度的抖和的混合液中(总铁离子浓度为0.3/,汁/摩尔比为2:1),充分溶胀1.5,氮气保护下加.?,使微球成黑色,于6℃继续反应1,产物过滤,洗涤.1.3.3乙二胺改性磁性壳聚糖微球()的制备将上述制得的悬浮于70异丙醇中,加入5环氧氯丙烷(溶于体积比为1:1的100丙酮一水混合液中),混合物于6℃搅拌反应24.分离后的固相产物转入体积比为1:1的100乙醇一水混合液中,加入5乙二胺,混合物于60℃搅拌反应12,产物过滤,洗涤,真空干燥.合成路线示于图1.—\/\/220:::图1的制备.12—2\/\/\/222186核化学与放射化学第29卷1.4中氨基含量的测定采用体积法将0.1加入200.5/1中,静置48至反应平衡.溶液中最终1浓度用0.05/溶液滴定.氨基含量可由下式计算:(2)一((1)—(1)1)×0/0.1.式中,()为氨基质量摩尔浓度,/;(1).和(1)分别为1初始浓度和最终浓度,/.1.5吸附实验吸附条件:温度25℃.加0.1/1或0.1/调节一1～6,选用缓冲液.实验时除特别说明外,以1005/金属离子溶液中加入0.1吸附剂,以150/下振荡吸附2,磁铁分离吸附剂.浓度通过络合滴定测定,;浓度通过重铬酸钾氧化还原滴定嘲测定.吸附容量按下式计算:一—旦×.式中,为吸附容量,/;.和口分别为吸附前,后的金属离子浓度,/;为溶液体积,;为吸附剂用量,.2结果和讨论2.1吸附剂表征经测定,和中氨基的质量浓度分别为6.05/和3.56/,说明乙二胺改性后氨基含量明显提高.的形貌示于图2.由图2可看出,为球形,主要粒径为5～80.600℃热重分析表明,残重叫()一1.4,而残重()一17.6,表明中氧化铁含量约16.分析显示,3404,1661,1