离子交换细菌纤维素的合成及其吸附性能的初步研究

摘要

本文以细菌纤维素为原料，合成了离子交换细菌纤维素：细菌纤维素黄原酸酯、细菌纤维素硫酸酯、2-羟基-3-磺酸基丙基细菌纤维素醚、乙二胺螯合细菌纤维素、多乙烯多胺基细菌纤维素。考察了上述离子交换细菌纤维素合成条件及其对铜离子的吸附性能。通过透射电镜、红外光谱仪、X-射线粉末衍射仪，元素分析仪对相关产物进行了表征。 细菌纤维素黄原酸酯对铜离子吸附快且稳定，在二十五分钟内完成。吸附量达24.72mg/g，动力学数据用拟二阶速率方程式能很好吻合。 细菌纤维素和环氧氯丙烷在碱性条件下合成交联细菌纤维素。交联细菌纤维素和硫酸反应制备的强酸性阳离子交换剂细菌纤维素硫酸酯，在优化条件下交换容量为2.87mmol/g。交联细菌纤维素和3-氯-2-羟基丙磺酸钠反应制备的阳离子交换剂2-羟基-3-磺酸基丙基细菌纤维素醚，在优化条件下交换容量为0.481mmol/g。 用氢氧化钠溶液预处理的细菌纤维素和环氧氯丙烷合成环氧基细菌纤维素醚。以环氧基细菌纤维素醚为载体，分别接枝上乙二胺、多乙烯多胺合成了乙二胺螯合细菌纤维素和多乙烯多胺基细菌纤维素。系统地研究了乙二胺螯合细菌纤维素对铜离子的吸附量，吸附动力学、等温吸附等吸附特征。对多乙烯多胺基细菌纤维素试验表明其有良好的吸附与解吸性能。

目录

文摘

英文文摘

声明

1引言

1.1细菌纤维素的结构、理化性质

1.1.1细菌纤维素化学组成及结构

1.1.2细菌纤维素的理化性质

1.2细菌纤维素的合成影响因素

1.2.1培养基成分

1.2.2培养条件

1.2.3培养方法

1.2.4其他因素

1.3细菌纤维素衍生物

1.4纤维素基吸附材料

1.4.1离子交换型纤维素吸附材料

1.4.2离子螯合型纤维素吸附材料

1.5课题目的及意义

2实验

2.1菌种

2.2主要试剂

2.3主要仪器设备

2.4细菌纤维素的制备

2.4.1培养基

2.4.2培养方法

2.4.3纯化方法

2.4.4纤维素的生产工艺流程：

2.4.5细菌纤维素的预处理

2.5细菌纤维素纯度的测定

2.6离子交换细菌纤维素的制备

2.6.1细菌纤维素黄原酸酯

2.6.2细菌纤维素硫酸酯

2.6.3 2-羟基-3-磺酸基丙基细菌纤维素醚

2.6.4乙二胺螯合细菌纤维素

2.6.5多乙烯多胺基细菌纤维素的合成

2.7样品的表征

2.8环氧基含量的测定

2.9离子交换细菌纤维素的吸附性质

2.9.1 Cu2+标准曲线的绘制

2.9.2交换容量的测定

2.9.3 Cu2+的去除率

2.9.4静态吸附量

2.9.5动态吸附量

3结果与讨论

3.1细菌纤维素制备

3.2预处理的影响

3.2.1对纯度的影响

3.2.2对结晶度的影响

3.3 Cu2+标准曲线

3.4细菌纤维素黄原酸酯

3.4.1结构表征

3.4.2反应条件对反应的影响

3.4.3 Cu2+的吸附

3.4.4细菌纤维素黄原酸酯处理Cu2+的机理

3.5细菌纤维素硫酸酯

3.5.1交联细菌纤维素的合成

3.5.2细菌纤维素硫酸酯的合成

3.5.3反应条件对反应的影响

3.5.4 Cu2+的吸附

3.6 2-羟基-3-磺酸基丙基细菌纤维素醚

3.6.1 3-氯-2羟基丙磺酸钠的合成

3.6.2 2-羟基-3-磺酸基丙基细菌纤维素醚的合成

3.7乙二胺螯合细菌纤维素

3.7.1环氧基细菌纤维素醚的合成

3.7.2乙二胺螯合细菌纤维素的合成

3.8多乙烯多胺基细菌纤维素

3.8.1产物表征

3.8.2 Cu2+的吸附

4结论与展望

4.1结论

4.1.1预处理的影响

4.1.2细菌纤维素黄原酸酯

4.1.3细菌纤维素硫酸酯和2-羟基-3-磺酸基丙基细菌纤维素醚

4.1.4乙二胺螯合细菌纤维素

4.1.5多乙烯多胺基细菌纤维素

4.2展望

致谢

参考文献