壳聚糖与二甲基二烯丙基氯化铵接枝共聚物的制备与应用研究

摘要

甲壳素是一类资源丰富的天然高分子资源，其脱乙酰基产物——壳聚糖具有良好的可生物降解性、生物相容性，是天然存在的唯一的碱性多糖高分子材料，壳聚糖的改性应用已经成为目前一大研究热点。而且壳聚糖作为一种天然有机糖类高分子，已经广泛应用于各行各业。其用途可涉及如：食品工业、环境保护、功能材料、医药卫生以及农业等等方面。目前有关壳聚糖的辐照接枝产物及其应用还属于一个较为新颖的课题。 本文包括以下几方面的内容： 1、概述了甲壳素和壳聚糖的结构和性质，国内外生产研究现状，简介了壳聚糖及其衍生物的科学研究现状、作为重金属离子吸附剂和水处理絮凝剂的研究进展。 2、本文研究了在60Co辐照源的γ-射线的作用下，将壳聚糖与二甲基二烯丙基氯化铵进行接枝共聚反应，得出壳聚糖与二甲基二烯丙基氯化铵比较适宜的反应条件为：在通氮气条件下，辐照剂量为2.0kGy、pH值为6、60％的DMDAAC溶液/壳聚糖=4mL/g时，接枝率可达24％以上。 3、对最适合条件下合成并经过纯化的接枝产物进行了结构表征。通过FTIR光谱法、X-射线衍射法、扫描电镜法和热重分析法证实了壳聚糖分子链上的DMDAAC接枝物的存在，而且透过后续的应用研究也证明了接枝共聚物的存在。 4、对辐照法、化学引发剂法合成接枝共聚物在合成机理上作了初步探索，并将辐照法引发聚合二甲基二烯丙基氯化铵的机理也作了初步的探索。 5、壳聚糖接枝物作为重金属离子吸附剂，虽然性能其吸附性能比壳聚糖稍差，但由于接枝产物在pH>5的环境下不溶于水，可重复使用，因此仍不失为一种较好的吸附剂。 6、在相同pH值条件下的絮凝试验中表明，接枝产物所需要的投加量在较小的情况下就能达到较好的除浊效果，即接枝产物对于硅藻土和膨润土模拟水的除浊率比其他絮凝剂的效果都要好，而且适用的pH值范围更宽，即受pH值的影响很小。在较低投加量(10mg/L以下)时，对初次洗米水来说，接枝产物具有与壳聚糖相似的絮凝特性，而且接枝产物的絮凝能力要优于其它所有絮凝剂。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 绪论

1.1引言

1.1.1壳聚糖研究与生产的国内外概况

1.1.2壳聚糖及其衍生物的发展前景

1.2壳聚糖的结构特点及其性质

1.2.1壳聚糖的结构

1.2.2壳聚糖的物理性质

1.2.3壳聚糖的化学性质

1.3壳聚糖及衍生物吸附重金属离予的研究

1.4壳聚糖及衍生物在水处理中的应用

1.4.1在饮用水净化处理等中的应用

1.4.2在工业废水和城市污水处理中的应用

1.4.3污泥脱水处理

1.5本论文研究的主要内容及意义

1.5.1本论文研究的主要内容

1.5.2本论文研究的意义

第二章壳聚糖与二甲基二烯丙基氯化铵接枝共聚物的制备

2.1辐照法制备壳聚糖接枝DMDAAC共聚物

2.1.1实验材料与设备

2.1.2实验方法

2.1.3实验结果与讨论

2.1.4小结

2.2化学法制备壳聚糖与DMDAAC接枝共聚物

2.2.1实验材料与设备

2.2.2实验方法

2.3壳聚糖的降解及其降解产物与DMDAAC辐照接枝共聚物的制备

2.3.1降解壳聚糖的制备

2.3.2降解壳聚糖的降解产物与DMDAAC辐照法接枝物的制备

2.3.3壳聚糖的降解产物及其与DMDAAC辐照接枝共聚物的红外表征

2.4辐照法制备单体DMDAAC的均聚物

2.4.1实验材料与设备

2.4.2实验方法

2.4.3均聚物的表征

2.5结论

第三章接枝共聚及聚合反应机理的初探

3.1引言

3.2辐照接枝反应机理初探

3.3化学接枝反应机理初探

3.4辐照法DMDAAC的聚合反应机理初探

第四章辐照法接枝共聚物对重金属离子吸附的研究

4.1引言

4.2实验部分

4.2.1实验材料

4.2.2实验仪器设备

4.2.3实验方法

4.3结果与讨论

4.3.1 pH值对吸附重金属离子的影响

4.3.2吸附剂投加量对吸附重金属离子的影响

4.4小结

第五章接枝共聚物的絮凝研究

5.1引言

5.1.1絮凝技术概述

5.1.2絮凝科学基础理论概述

5.2实验部分

5.2.1实验材料和仪器设备

5.2.2实验仪器设备

5.2.3实验方法

5.3结果与讨论

5.3.1对用硅藻土和膨润土配制的模拟水的絮凝试验结果

5.3.2对α-乙酰脱羧酶发酵废液的絮凝试验结果

5.3.3对含磷农药废水絮凝试验结果

5.3.4对初次洗米水的试验结果

5.4小结

第六章结 论

参考文献

致 谢

攻读硕士学位期间发表的学术论文