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        戊二醛交聯(lián)殼聚糖膜的性能研究

        2017-11-22 05:04:25王俊萍于樹昌
        綠色環(huán)保建材 2017年11期
        關(guān)鍵詞:戊二醛電鏡親水性

        王俊萍 于樹昌

        臨邑縣環(huán)境保護局

        戊二醛交聯(lián)殼聚糖膜的性能研究

        王俊萍 于樹昌

        臨邑縣環(huán)境保護局

        對制備好的G-CTS膜進行性能研究,分別對G-CTS膜的吸水性、溶脹度、抗拉伸力、比表面積等性能進行測試,并與CTS膜進行對比,實驗證明經(jīng)過戊二醛交聯(lián)的G-CTS膜性能更加優(yōu)良。

        G-CTS膜;抗拉伸力;比表面積;紅外

        1 前言

        本文利用已經(jīng)做好的戊二醛交聯(lián)殼聚糖膜(G-CTS膜)進行性能研究實驗,分別對G-CTS膜的親水性、溶脹度、抗拉伸力、比表面積等性能進行測試,并與沒有經(jīng)過交聯(lián)的CTS膜進行對比,說明戊二醛交聯(lián)的殼聚糖性能更加優(yōu)良。

        2 實驗部分

        2.1 親水性和溶脹度實驗

        首先將G-CTS膜剪成三份,每一份的大小為1.6×2.0cm,再放入烘箱烘干膜片,取出之后稱量干膜的質(zhì)量,接下來將干膜放入去離子水中充分溶脹恒重,取出來用濾紙擦去水分,再測量規(guī)格、稱重,這一步驟進行三次,最后取平均值,套用公式來計算溶脹性。

        2.2 抗拉伸力實驗

        測定拉伸強度時按照GB1040-2006的標準來進行,速度為每分鐘五毫米,樣品尺寸為10×150(毫米),夾具之間留出五十毫米距離。不同尺寸的樣品都要測量四次,取平均值套用公式計算抗拉伸強度:

        2.3 SEM實驗

        首先利用導電膠固定干燥的G-CTS膜于SEM樣品座上,然后在表面噴金,最后通過掃描電鏡對G-CTS膜的形貌和粒徑分布情況進行觀察。

        2.4 FTIR試驗

        首先對殼聚糖粉末以及G-CTS膜進行真空干燥直到其重量達到一個穩(wěn)定值,然后使用KBr壓片和WQF-410型紅外光譜儀對此進行測試,所得波數(shù)的范圍大約在4000cm-1~400 cm-1之間。

        3 結(jié)果與討論

        3.1 親水性與溶脹度

        表1 G-CTS膜含水率數(shù)據(jù)表

        通過表1中數(shù)據(jù)可以看出G-CTS膜具有較好的吸水性,有助于溶液中Cu2+進入吸附劑孔隙,提高吸附劑的利用率。

        3.2 SEM表征分析

        CTS膜和G-CTS膜的SEM電鏡掃描圖如圖1(a,b)

        通過電鏡掃描圖給出G-CTS膜和CTS膜的表面形貌,可以看出,未經(jīng)過交聯(lián)反應的CTS膜表面非常光滑,對Cu2+的吸附過程只有膜表面的氨基和羥基被利用,經(jīng)過交聯(lián)反應后表面粗粗度略有增加,有許多微孔增加,這樣增加了比表面積,增加了氨基和羥基的利用率,有利于對金屬離子的吸附。

        3.3 比表面積檢測

        亞甲基藍溶液的工作曲線的繪制:

        我們用六只50ml的試管,對其進行排號標注,第一支試管中不加入亞甲基藍標準溶液,第二支到第六支中分別加入1mL、2mL、3mL、4mL、5mL濃度為10mg/L的亞甲基藍標準溶液,并且用蒸餾水進行定容到10mL,進行搖勻,把蒸餾水作為對比物,在最大吸收波長為662nm下用721分光光度計檢測各個試管中的吸光度值A。圖2為繪制的亞甲基藍的工作曲線。

        按2.4方法進行CTS膜和G-CTS膜比表面積的測定,利用圖2亞甲基藍工作曲線得出的公式計算出CTS膜和G-CTS膜的比表面積分別為:14.63m2/g和16.06m2/g,G-CTS膜的比表面積是CTS膜比表面積的1.123倍,表明改性后更有利于吸附。

        圖1 CTS膜和G-CTS膜掃描電鏡圖

        圖2 亞甲基藍工作曲線

        圖3 CTS膜和G-CTS膜的紅外譜圖對比

        3.4 FT-IR光譜分析

        由上圖3可以看出,CCTS譜圖在3413cm-1左右的O-H和NH的多重吸收峰寬度有所增加,1589cm-1處伯胺N-H伸縮振動吸收峰的位置沒有發(fā)生變化,在1377cm-1處伯胺C-N伸縮振動吸收峰變化至1381cm-1處,1160cm-1以及1083cm-1兩個位置是C6和C3上的一、二級醇羥基的伸縮振動吸收峰,沒有明顯的變化情況,在1644cm-1的位置上是希夫堿C=N的吸收峰,這證明了在反應時有殼聚糖上的氨基參與反應,而不是羥基的作用造成,而且生成了希夫堿。反應式如下:

        4 結(jié)論

        a)親水性和溶脹度試驗看出G-CTS膜具有較好的親水性,具有較好的穩(wěn)定性;

        b)抗拉伸力實驗證明本吸附劑具有較好的抗拉伸強度,物理性能良好;

        c)SEM電鏡掃描圖看出經(jīng)過交聯(lián)反應后,膜表面粗糙度增加,使得殼聚糖中的氨基和羥基利用率提高;

        d)通過測定CTS膜和CGTS膜的比表面積,CTS膜和G-CTS膜的比表面積分別為:14.30m2/g和16.06m2/g,可以看出經(jīng)過交聯(lián)反應后,比表面積略有增加,為CTS膜的1.123倍,驗證了SEM電鏡圖的正確性,提高了比表面積,有利于對金屬離子的吸附;

        e)通過傅里葉紅外光譜圖,可以看出交聯(lián)反應是在氨基基團上發(fā)生的,而羥基未參與交聯(lián)反應。

        [1] 畢韶丹,安向艷,黨明巖等.香草醛改性殼聚糖對鎘離子的吸附熱力學和動力學[J].環(huán)境科學與技術(shù),2012,35(7):101~104.

        [2] 周耀珍,姚春才,方年.交聯(lián)殼聚糖季銨鹽吸附劑的制備及其對重金屬離子的吸附[J].化工環(huán)保,2014,34(2):170~175.

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        [4] 蔣挺大.殼聚糖[M].北京:化學工業(yè)出版社,2007:181.

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        [6] 李巧霞,宋寶珍,仰振球等.香草醛交聯(lián)的殼聚糖微囊的制備及表征[J].過程工程學報,2006,6(4):96~101.

        10.16767/j.cnki.10-1213/tu.2017.11.001

        王俊萍漢族1975年9月出生女山東省德州市工程師本科研究方向:水處理劑于樹昌漢族,男,1979年11月出生山東省德州市工程師碩士研究方向:水處理劑

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