接枝交联改性壳聚糖的制备及其对水中镍离子的吸附开题报告

全文总字数：1589字

1. 研究目的与意义

随着经济的迅速发展，我国水环境污染不断加剧。在众多水资源的污染问题中，重金属污染占相当大的比例，而重金属污染又容易在生物链中富集和扩大，并且毒性很大，因此，重金属污染已经成为世界性的重大问题。

水环境中重金属污染，是指排入水体的重金属超过了水的自净能力，使水的组成及其性质发生变化，从而使水环境中生物生长条件恶化，并使人类生活和健康受到不良影响的行为^[1]。传统去除重金属离子的方法有化学沉淀法、氧化还原、过滤、离子交换、电化学处理、膜技术和蒸发回收。这些技术有相当大的弊端，包括金属去除的不完全性、需要昂贵的设备和监控系统、试剂或所需能源要求高、产生新一代的有毒污泥或者其他需要处置的废弃物等^[2]。而且这些方法处理的污染物种类单一、工艺复杂、投资费用高，所以研究低成本、高效益和简单易行的重金属污染物处理技术尤为重要。其中吸附是人们所熟知的平衡过程，是廉价高效的分离工艺，广泛用于去除水体中的重金属和有机污染物、贵金属和稀有金属的分离富集、以及化学分析领域。

2. 国内外研究现状分析

中国内用甲醛和乙酸酐为交联剂，制备了以壳聚糖为母体的壳聚糖凝胶LCM-X(LCM1,LCM2)。并对其性质进行研究。国内外关于壳聚糖凝胶的研究及应用报到较少。制备LCM-X既不溶于水，稀酸和碱溶液，也不溶于一般的有机溶剂但是LCM-X是具有活性基团(NH2)的凝胶，并且具有较好的机械强度和化学性质稳定性等优良性能且不需特殊处理，即带有活性基团(NH2)，以及其母体几丁质资源丰富，价格低廉，是一种很有应用前景的生物多聚物。但是由于尚未找到适宜的分散剂，致使LCM-X未能形成颗粒化的产品，应用受限制。这一点有待于进一步研究解决。

中国国内外对水凝胶的方面的研究很重视，开发新的水凝胶资源是主要的任务之一，水凝胶具有优良的生物相容性，抗凝血性，吸水溶胀性和良好的光学性能。在固定化酶，细胞分离，蛋白制备，缓释药物，较接触旋的制造以及人工脏器的研究中具有重要的作用。但是在中国国内外见详细的报导有关壳聚糖水凝胶性质的研究，中国国内仅对水凝胶的初步性质进行了探索，结果认为水凝胶以甲醇为成胶介质凝胶的吸胀性最强，交链度与壳聚糖水凝胶的RV值成反比。关于壳聚糖凝胶的研究有待于进一步开展。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容：

本文先以壳聚糖、二甲基二烯丙基氯化铵 (dmdaac)为原料，通过反相乳液聚合法，合成壳聚糖接枝物。再以壳聚糖接枝物为原料，span-80为乳化剂，甲醛为预交联剂，环氧氯丙烷为交联剂进行交联反应。分析讨论了预交联反应时间、预交联反应温度、反应时间、反应温度、甲醛用量、环氧氯丙烷用量等因素对交联产物的吸附容量的影响。并在油水体积比为1:1，乳化剂用量为1.5g，预交联反应时间为1h，预交联反应温度为60℃的条件下,采用正交试验方法对反应条件进行优化。同时采用红外光谱对反应产物进行分析。

研究计划：2013.3---2013.4 查阅壳聚糖接枝、交联方面的中英文参考文献，熟悉本课题的研究背景，作出较为系统的文献综述，并通过预试验，探究实验的可行性，在此基础上进行开题，按要求写出开题报告。

4. 研究创新点

壳聚糖作为天然高分子多糖，来源广泛，生物兼容性好，容易被生物降解，无毒，且具有优良的成膜性和保湿性等特点，它在食品、轻纺、化工、环保、医药、生物等领域有着广泛的应用前景、壳聚糖及其衍生物也越来越受到重视。壳聚糖是一种环境友好型天然高分子多糖，有着丰富的来源，经过各种方法改性后是一种具有广泛应用前景的高分子材料。利用壳聚糖吸附分离或富集金属离子，具有经济有效、工艺简单、易于操作的优点，是处理工业废水中重金属污染的有效途径。且壳聚糖由甲壳素脱乙酰得到，同时由于甲壳素的来源比较广泛，故壳聚糖的来源也比较广泛。因此，开发壳聚糖吸附剂具有一定的实际工业应用价值。