馬 慧

（新疆眾和股份有限公司烏魯木齊830013）

殼聚糖交聯(lián)膨潤(rùn)土吸附劑的研究

馬 慧

（新疆眾和股份有限公司烏魯木齊830013）

詳細(xì)介紹兩種天然的吸附劑（殼聚糖、膨潤(rùn)土），以及將它們結(jié)合成一種新型的殼聚糖交聯(lián)膨潤(rùn)土固體吸附劑的研究。

吸附劑殼聚糖膨潤(rùn)土殼聚糖交聯(lián)膨潤(rùn)土

隨著化學(xué)工業(yè)的迅速發(fā)展，各種類型化工原料的使用普及到各個(gè)行業(yè)，特別是醫(yī)藥、化工、電鍍、印染等重污染企業(yè)，在提高企業(yè)生產(chǎn)效率和降低成本的同時(shí)對(duì)水資源的污染也日趨普遍,進(jìn)而嚴(yán)重影響了人類的生活。因此,開發(fā)出合理適用的處理技術(shù)或材料來(lái)降低有機(jī)廢水對(duì)自然環(huán)境及人類生活的破壞成為了一項(xiàng)亟不可待的任務(wù)，先后提出了物理、化學(xué)、生物等處理技術(shù)，包括分離法、吹脫法、吸附法、離子交換法、電滲析法、反滲透法、活性污泥法、生物膜法等。由于化學(xué)處理技術(shù)需要添加大批的化學(xué)試劑，容易造成二次污染，而生物處理技術(shù)難以降解有機(jī)染料，因此，吸附法成為了人們運(yùn)用最為普遍的方法。吸附法主要就是利用固體吸附劑吸收分離廢水中的污染物，達(dá)到去除的目的。所以,研制和開發(fā)具有良好吸附性能的吸附材料勢(shì)在必行。

1 吸附劑的現(xiàn)狀與分類

吸附劑是決定在吸附過(guò)程中污染物是否被完全降解的重要因素，其必須滿足吸附能力強(qiáng)、吸附選擇性好、吸附平衡濃度低、容易再生和再利用、機(jī)械強(qiáng)度好、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、來(lái)源廣、價(jià)廉等要求。但是，工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中所使用的吸附劑很難同時(shí)滿足這八個(gè)方面的要求，因此，在吸附處理過(guò)程中應(yīng)根據(jù)不同的生產(chǎn)產(chǎn)物選用不同類型的吸附劑[1]。目前，工業(yè)上常用的吸附劑有：硅膠、活性氧化鋁、活性炭、分子篩等，除了上述吸附劑外，還可用一些天然的礦物質(zhì)和高分子化合物吸附劑，下面我們?cè)敿?xì)介紹兩種天然的吸附劑（殼聚糖、膨潤(rùn)土），以及將它們結(jié)合成一種新型的殼聚糖交聯(lián)膨潤(rùn)土固體吸附劑。

2 殼聚糖交聯(lián)膨潤(rùn)土吸附劑

殼聚糖是甲殼素(Chitin)的部分脫乙酰基化產(chǎn)物，是一種線性分子，是一種用節(jié)肢動(dòng)物的外殼提取的多糖，來(lái)源極其普遍，成為地球上僅次于纖維素的第二大生物資源[2]，由于殼聚糖大分子中含有大量活潑的-NH、-0H的反應(yīng)性基團(tuán)，不僅對(duì)金屬離子具有螯合作用，而且對(duì)染料、蛋白質(zhì)、氨基酸、核酸、酶、鹵素還具有一定的吸附能力。但是由于殼聚糖幾乎不溶于水的物理性質(zhì)使得它的應(yīng)用受到限制，因此，殼聚糖的改性成為研究的熱點(diǎn)[3-6]，通過(guò)改性，一方面提高了殼聚糖的可溶性，另一方面可以在特定情況下引入具有實(shí)質(zhì)需求作用的基團(tuán)增強(qiáng)其性能。

膨潤(rùn)土是一種含水的層狀鋁硅酸鹽礦物，由兩個(gè)硅氧四面體中間夾一個(gè)鋁（鎂）氧八面體組成的2∶1型晶體結(jié)構(gòu)，具有很大的表面積及表面能是去除染料等有機(jī)物的有效吸附材料[7]。但是由于天然膨潤(rùn)土具有膨脹性和懸浮性的性質(zhì)，使其在水介質(zhì)中易分散呈膠體狀態(tài)[8]，直接用于廢水的處理效果不好，在使用前必須經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)型或改性等預(yù)處理。

基于上面兩種吸附劑的介紹可以知道：殼聚糖的螯合性及具有很好的生物降解性和相容性，而膨潤(rùn)土又具有高分散、強(qiáng)吸附等特性,用殼聚糖對(duì)活化處理后的膨潤(rùn)土進(jìn)行交聯(lián),制備了一種新型、廉價(jià)的殼聚糖交聯(lián)膨潤(rùn)土固體吸附劑。

3 殼聚糖交聯(lián)膨潤(rùn)土吸附劑的發(fā)展前景

與殼聚糖相比較,殼聚糖交聯(lián)膨潤(rùn)土在形態(tài)和吸附性方面都有所不同。將殼聚糖與1%醋酸、2%戊二醛溶液混合、調(diào)成稀糊、干燥后,形成交聯(lián)殼聚糖，不易粉碎；交聯(lián)殼聚糖對(duì)亞甲基藍(lán)幾乎沒(méi)有吸附作用。殼聚糖交聯(lián)膨潤(rùn)土的顏色比膨潤(rùn)土略深,呈灰白色,而且質(zhì)地非常疏松,極易粉碎；殼聚糖交聯(lián)膨潤(rùn)土固體吸附劑對(duì)亞甲基藍(lán)的吸附能力很強(qiáng)。

綜上所述,殼聚糖交聯(lián)膨潤(rùn)土固體吸附劑的吸附能力顯著增強(qiáng)，既可以用于有機(jī)廢水的處理,也可以用于重金屬?gòu)U水的處理,還可以應(yīng)用于同時(shí)含重金屬和有機(jī)污染物廢水的處理,去除率高、離散度高、脫色率高、降解速度快、吸附能力強(qiáng)、處理效果好,是一種可供選取的經(jīng)濟(jì)、實(shí)用、環(huán)保、可再生、廉價(jià)的吸附劑,具有廣闊的應(yīng)用前景。

[1]楊國(guó)華，黃統(tǒng)琳，姚忠良，劉明華.吸附劑的應(yīng)用研究現(xiàn)狀和進(jìn)展[J].化學(xué)工程與裝備，2009,6:84～88.

[2]車小瓊，孫慶申，趙凱．甲殼素和殼聚糖作為天然生物高分子材料的研究進(jìn)展[J].高分子通報(bào)，2008，2：45～49．

[3]朱建航，張寶，嚴(yán)喜鸞，等．殼聚糖／三元共聚物微膠囊的制備及表征[J]．化工學(xué)報(bào)，2006，57(1)：85～90．

[4]GaoXingshuang，LiuWanshun，HanBanqin，eta1．Preparationandpropcaicsofachitosan．basedcartierofcorneal endothelialcells[J]．JMaterSciMaterMed．，2008，19(12)：361 I-3619．

[5]ChungYangchuang，TongMingdon，WenYenchiu．Synthesisandpropertiesofchitosan—modifiedpoly(acrylicacid)[J]．JournalofAppliedPolymerScience，2008，109(5)：3382～3829．

[6]TabakciM，YilmazM．Synthesisofachitosan—linked calix[4]arenechelatingpolymeranditssorptionabilitytoward heavymetalsanddichromateanions[J]BioresourceTechnology，2008，99(14)：6642～6645．

[7]陸偉東，周家觀．有機(jī)改性膨潤(rùn)土的制備及甲基橙廢水脫色工藝研究[J].韶關(guān)學(xué)院學(xué)報(bào)·自然科學(xué)，2009，30(12)：60～63.

[8]柯?lián)P船，皮特·斯壯.聚合物-無(wú)機(jī)納米復(fù)合材料[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2002．

收稿：2015-04-23

10.16206/j.cnki.65-1136/tg.2015.04.028