THE THEORETICAL STUDY OF ADSORPTION OF METAL IONS ON CHITOSAN

The interactions between metal ions such as Zn2+, Pb2+, Mn2+, Hg2+, Cd2+, Ni2+ and chitosan have been investigated using the model cluster model method and density functional method. Full optimization and frequency analysis of all cluster models have been performed employing B3LYP hybrid method at 3-21G basis set level except metal ions which were invoked to use effective core potential (ECP) method. The energy changes, and the main structural parameters have been obtained during the theoretical study of the adsorption of metal ions on the chitosan. The calculations showed that the coordination modes of metal ions with chitosan models were different, the geometries of Mn2+, Zn2+, Cd2+, Hg2+, Pb2+ ions coordinated with two nitrogen atoms and two oxygen atoms were distorted tetrahedral, while the square planar structure of Ni2+ coordinated two nitrogen atoms and two oxygen atoms was observed. The heat of reaction between six metal ions and chitosan models showed the order: Mn2+ ＞Ni2+ ＞Zn2+ ＞Pb2+ ＞Hg2+ ＞Cd2+, this suggested that the coordination strength of Mn2+ ＞Ni2+ ＞Zn2+ ＞Pb2+ ＞Hg2+ ＞Cd2+.     

基于壳聚糖及其衍生物的金属离子吸附剂的研究进展

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、甲醛及环氧氟丙烷，(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。     

铜模板交联壳聚糖对金属离子的吸附性能研究

研究了壳聚糖对CuSO4、Cu(Ac)2、Cu（NO3)2和CuCl2溶液中铜离子的吸附性能，并以各种铜盐为模板合成了戊二醛交联树脂，考察该树脂了对金属离子的选择吸附性能．结果表明，交联树脂对铜离子有较强的“记忆”功能，且以硫酸铜为模板的壳聚糖较其它盐的模板有更高的吸附量和选择性．     

交联壳聚糖对重金属离子吸附性能的研究进展

壳聚糖分子中含有大量的氨基和羟基,可以进行多种化学改性.本文综述了四类交联剂(醛类、环氧氯丙烷、聚乙二醇类以及冠醚)交联壳聚糖对重金属离子的吸附研究进展.从吸附剂在酸性条件下的稳定性、对某种或者某些离子的选择吸附性能、吸附容量以及可再生能力等方面讨论了各种吸附剂的性能.此外,加强吸附机理研究是今后研究的方向之一.     

改性生物凝胶对重金属离子的吸附性能研究

以桔子汁加工残渣为原料,制备钙型和氢型生物凝胶作为吸附剂,用于去除水溶液中的重金属离子.结果表明,上述凝胶在水溶液中稳定性较好,对重金属离子的吸附性能优良.钙型凝胶的吸附选择性顺序为:Fe3 ＞Pb2 ＞Cd2 ＞Zn2 ,饱和吸附容量分别为:Pb2 、Cd2 、Zn2 均为约1.1mmol/g、Fe3 为1.5mmol/g;氢型凝胶的吸附选择性顺序为:Pb2 ＞Zn2 ＞Cd2 .钙型凝胶对Fe3 的吸附行为明显不同于氢型凝胶,钙型凝胶以离子交换机理以及Fe3 与Ca2 之间的共沉淀作用为主;而氢型凝胶对Fe3 的吸附则以离子交换机理为主.     

球形壳聚糖树脂制备方法及吸附性能研究

本文采用滴加成球法制备球形壳聚糖树脂,对影响壳聚糖树脂粒径分布的多种因素进行了研究。研究了用戊二醛,环氧氯丙烷及乙二醇环氧丙基醚作交联剂时,不同交联剂对树脂吸附Ｎｉ＾２＋、Ｃｕ＾２＋、Ｚｎ＾２＋的吸附动力学曲线及吸附等温线的影响。研究了ｐＨ值,颗粒粒径、离子强度对吸附容量的影响。     

N-羧甲基壳聚糖的制备及其对重金属离子吸附研究

采用氯乙酸和壳聚糖为原料制备了N-羧甲基壳聚糖,并研究了其对重金属离子Pb2+、Co2+、Ni2+、Cd2+的吸附行为。采用了XRD、FT-IR、1H-NMR对N-羧甲基壳聚糖进行了表征,对N-羧甲基壳聚糖的4种金属离子配合物进行了FT-IR表征。结果表明,N-羧甲基壳聚糖对Pb2+、Co2+、Ni2+、Cd2+的吸附能力优于壳聚糖,分子中羧基是主要的螯合基团。     

麦麸对重金属离子的吸附性能研究

以麦麸为天然吸附剂,从水溶液中去除重金属离子.实验表明,麦麸对重金属离子有优良的吸附性能.在约10min内达到吸附平衡,吸附容量分别为:Hg2 70mg/g、Pb2 63mg/g、Cd2 21mg/g、Cu2 15mg/g、Ni2 13mg/g及Cr3 9.3mg/g;吸附速率很快,并且对上述金属离子有良好的选择性.     

氮杂冠醚接枝壳聚糖的合成及其对金属离子的吸附性能

本文利用壳聚糖Ｃ２位上活泼的氨基先与苯醛反应制备成保护氨基的Ｓｃｈｉｆｆ碱壳聚糖,再将含环氧基的氮杂冠醚接枝到壳聚糖的Ｃ６位上,制得含Ｓｃｈｉｆｆ碱的氮杂冠醚壳聚糖,随后使其在一定条件下脱去苯甲醛,合成了一种含氮杂冠醚功能基的新型壳聚糖衍生物,研究了其重金属离子Ｐｂ＾２＋,Ｃｕ＾２＋、Ｃｒ＾３＋、Ｃｄ＾２＋的静态吸附性能。结果表明,该吸附剂对重金属离子具有较强的吸附能力,在Ｐｈ＾２＋、Ｃｕ＾２＋、     

STUDY ON THE ADSORPTION OF PHENOL BY CHITOSAN FROM AQUEOUS SOLUTION

The effects of pH, initial concentration and temperature on the adsorption of phenol by chitosan were investigated in this paper. The isothermal data was applied to Langmuir linear and the Freundlich linear isotherm equation, and the thermodynamic parameters （AH, AG, AS） were calculated according to the values of binding Langmuir constant, KL. Results indicated that the adsorption between chitosan and phenol was significantly physical in nature, the negative ΔH constant at lower temperature confirmed that more phenol was adsorbed by chitosan at lower temperature. The kinetics of the sorption process of phenol on chitosan was investigated using the pseudo-first order and pseudo-second order kinetics, and results showed that the second order equation model provided the best correlation with the experimental results.     

邻氨基苯酚改性壳聚糖树脂的制备及吸附性能的研究

本文制备了一种邻氨基酚改性壳聚糖树脂，用红外光谱和扫描电镜表征其结构，研究了该树脂对金属离子Cu^2 、Pb^2 、Ca^2 的吸附性能。结果表明，改性壳聚糖树脂为蜂窝状多孔微球树脂，平均戏约250μm，不溶于水、酸、碱，其对金属离子的吸附在pH=4时，2h基本达到平衡，对金属离子Cu^2 、Pb^2 、Ca^2 的静态饱和吸附量分别为2.95mmol/g、1.95mmol/g、1.32mmol/g。     

新型胺基壳聚糖树脂的合成及其对胆红素吸附性能的研究

以壳聚糖为原料，经羟丙基氯化、胺基化，制备了一种新型胺基壳聚糖树脂，研究了该树脂对胆红素的吸附性能。结果表明：胺基壳聚糖树脂的胺基含量比壳聚糖高，该树脂对游离胆红素的吸附在3h基本达到平衡，吸附量随着胺基含量增加而增加，树脂的吸附性能受温度、离子强度影响。胺基壳聚糖树脂对血清白蛋白结合胆红素的吸附量大于壳聚糖，但低于对游离胆红素的吸附。     

交联聚氨基壳聚糖螯合树脂的制备及吸附性能研究

以壳聚糖为原料合成了交联聚氨基球状螯合树脂,并考察了其对Hg(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)的吸附性能及影响因素。结果表明,对高浓度金属离子(约0.01mol/L)吸附量的大小为Hg(Ⅱ)>Pb(Ⅱ)>Zn(Ⅱ),对Zn(Ⅱ)几乎不吸附;而在低浓度时(约20ug/ml)树脂对三种离子均具有较高的吸附率(>55%)。     

壳聚糖基磁性树脂对Au^3＋和Ag^＋的吸附 Ⅱ吸附热力学和穿透曲线研究

利用硫脲改性的壳聚糖基磁性微球(TMCS)吸附Au3 和Ag 。利用静态吸附法考察了不同温度下Au3 和Ag 的吸附等温线;利用柱吸附法考察了进液流率、床层高度对穿透曲线的影响。结果表明,随温度升高,Au3 和Ag 的吸附容量下降;焓变(△H°)为负,表明吸附过程放热;Gibbs自由能(△G°)为负,表明吸附反应能自发进行。随进液流率增加或床层高度下降,穿透曲线前移;由BDST模型(Beddepth service time model)得出的临界床层高度分别为:Au3 2.34cm;Ag 3.41cm。TMCS有良好的重复使用性。     

金属离子负载修饰阳离子树脂在酯化反应中的研究

将催化精馏中常用作催化填料的强酸性阳离子交换树脂用金属离子负载修饰后，考察了树脂催化性能的改变及树脂结构对催化性能的影响。实验表明，经修饰后树脂的催化能力都高于原树脂，在不分水的情况下，合成乙酸乙酯时乙酸的转化率最高可达73％，具有很好的选择性，金属离子能与树脂的磺酸基团产生络合，提高了树指的催化性能，所形成的新酸中心不会被阳离子交换而失活。     

交联壳聚糖树脂对部分尿毒症毒物的吸附性能研究

用反向悬浮的方法制备了戊二醛交联壳聚糖树脂吸附剂,并对制得的球形吸附剂用NaBH4进行了氢化还原处理,以提高其在使用环境下的化学稳定性。扫描电子显微镜(SEM)分析表明,吸附剂的表面形态构成了吸附的微观基础。通过对部分尿毒症毒性物质的吸附研究发现,本文研制的壳聚糖吸附剂对这些目标物均产生了一定的吸附作用,吸附平衡时间符合临床要求,其对3种小分子尿毒症毒性物质的吸附能力依肌酐、尿酸、尿素的次序递增,而对促皮质素(ACTH)的吸附量则达到了13.04mg/g,显示了该类吸附剂应用于临床治疗的潜在价值     

壳聚糖基磁性树脂对Au~(3 )和Ag~ 的吸附特性I吸附平衡和动力学研究

利用反相乳液分散-化学交联法制备磁性壳聚糖微球(TMCS),并经硫脲改性,用于吸附水溶液中Au3 和Ag 。用光学显微图、红外图谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)等对吸附剂进行了表征。考察了TMCS对Au3 和Ag 的吸附特性。结果表明,等温吸附线可用Langmuir模型拟合,饱和吸附容量分别为:Au3 3.53mmol/g;Ag 1.98mmol/g。二者的吸附容量均随pH升高而增加。吸附动力学可用拟二级模型拟合。双组分吸附实验表明,TMCS对Au3 和Ag 有良好的吸附选择性。     

铜印迹螯合树脂对金属离子的吸附特性

研究了铜印迹螯合树脂与非印迹螯合树脂对金属离子的吸附性能，结果表明：铜印迹树脂对Cu^2 、Ni^2 、Zn^2 的吸附量比非印迹树脂有显著增大,两者对Cu^2 的吸附速率均较快，其表观吸附速率分别为0．044s^-1和0．040s^-1；印迹树脂对Cu^2 的吸附可用Langmuir或Freundlish等温式来描述；其动态吸附曲线与离子的起始浓度相关；用0．5mol／L HCl即可快速洗脱吸附的Cu^2 ，树脂具有较强的再生能力，可以重复使用。     

羧甲基壳聚糖微球对活性艳红X-3B的吸附行为研究

用交联的壳聚糖微球(CTS)与氯乙酸在碱性条件下反应,合成了羧甲基壳聚糖树脂(CMCT)。其吸附染料活性艳红X-3B的实验结果表明,CMCT和CTS均对偶氮染料活性艳红X-3B有较好的去除能力。实验条件下,最大平衡吸附量分别为611.5mg/g和365.2mg/g,说明羧甲基的引入提高了壳聚糖的吸附能力。等温吸附可以用Langmuir方程较好的描述,表明为单分子层吸附。动力学过程用二级吸附动力学模拟具有很好的线性相关性,通过二级吸附模型计算出的平衡吸附量与实验值相符。流动床实验表明,CMCT和CTS对浓度为100mg/L的X-3B溶液吸附的穿透点分别为6000ml/g和3375ml/g,用0.1mol/L的氢氧化钠溶液洗脱,洗脱峰集中,洗脱率都在90%以上。洗脱再生后的CMCT和CTS树脂均可重复使用。     

负载金属离子的磺酸型树脂对酚类成分的吸附

研究了负载金属离子的磺酸型树脂在水、乙醇、乙酸乙酯、正己烷等不同介质中对苯酚、o-苯二酚、m-苯二酚、p-苯二酚、联苯三酚、间苯三酚等酚类成分的吸附性能.结果表明:负载了铜离子的树脂 (D72-Cu2 ) 在正己烷中对苯酚的吸附能力较弱,而对o-苯二酚、m-苯二酚、p-苯二酚、联苯三酚、间苯三酚等具有一定的吸附作用,且随着羟基的数目和空间位置的不同,对上述酚类成分表现出明显的吸附选择性.因此,应用这种具有配位吸附作用的树脂对非水体系中的酚类成分进行吸附分离是可行的,且有望进一步研究将其用于对某些天然活性成分的提取分离.