1、毕业论文文献综述 高分子材料与工程 壳聚糖纳米粒子吸附铜离子的性能研究 壳聚糖是甲壳素的脱乙酰衍生物，它是一类由 2-氨基 -2-脱氧葡萄糖通过 -1， 4 糖贰键连接而成的带正电荷直链多糖，相对分子质量可达几百万，来源于甲壳类动物（如虾、蟹）、昆虫和其他无脊椎动物外壳中的甲壳质，是经脱乙酰化制得的一种天然高分子多糖体，也存在于真菌酵母的细胞壁里，是自然界中唯一含游离氨基碱性基的阳离子可食性动物纤维。经不同方法的处理可得到不同形态的壳聚糖，如粉末状、糊状、膜状、纤维状等。商业应用的壳聚糖平均相对分子质量在 380020000 之间，脱乙酞度在66%95%之间。尽管早在十九世纪初壳聚糖就已被发现
2、，但直到近年人们才将其用于污水处理和金属吸附方面的研究。从技术角度来看，壳聚糖最重要的优势在于它的可溶性和带正电性；这些特点使其在液态介质中可与带负电荷的聚合物、大分子甚至一些聚阴离子相互作用，由此发生的溶胶畏胶转变过程则可方便地用于载药纳米微粒的制备。 壳聚糖作为一种天然的高分子聚电介质，它的优越性还表现在对 废水 中的一些难去除金属离子或去除效率较低的金属离子具有较好的吸附螯合性能。 壳聚糖作为一种天然有机高分子絮凝剂在城市生活污水处理中有着独特的功效和作用 , 它与传统的化学絮凝剂相比 , 具有投加量少、沉降速度快、去除效率高、无二次污染等特点 ,曾德芳等用壳聚糖与其他絮凝剂和助剂按一定
3、配方和工艺配制成壳聚糖复合絮凝剂 ,将其应用于城市生活污水的一级强化处理 , 与传统的化学絮凝剂 (如常用的聚合氯化铝 , PAC )相比 , 对 COD 的去除率提高 7 13% , 固体悬浮物的去除率提高 310% , 铝离子浓度下降 了 61 85% ,其它絮凝剂添加量减少了 76 82% , 因此 , 该絮凝剂在城市生活污水处理中具有推广价值。 张秋华等用壳聚糖处理印染废水 , 并与常用絮凝剂聚丙烯胺、明矾作比较 , 发现壳聚糖是一种优良的絮凝剂 , 其脱色效果和 COD 去除率优于其它常用的絮凝剂。壳聚糖作为吸附剂 ,对具有酸性基团的染料分子和活性染料表现出优异的吸附能力 , 吸附量
4、约为粒状活性炭的数倍。在印染工业废水的脱色处理中 , 用壳聚糖的吸附法明显优于传统的凝聚沉淀法、活性炭吸附法等。采用壳聚糖吸附剂吸附处理废水 , 不会出现吸附剂泄漏等问题 , 可降低处理成本和设备费用 , 处理效果理想 , 且原料本身无毒 , 不会造成二1 次污染。 在食品加工过程中 , 排出的废水含大量悬浮物 , 壳聚糖作为高分子絮凝剂最大的优势是对食品加工废水的处理 , 壳聚糖可使各种食品加工废水的固形物减少 70 98%。此外 , 由于壳聚糖本身无毒无二次污染 , 废水中回收的蛋白质和淀粉可进一步加工利用。陈世清等用壳聚糖作絮凝剂处理食品加工废水 , 发现在 pH 值为 410 时 ,
5、用 10mg/L壳聚糖处理废水 , 可使水的浊度从 85NTU 降至 817NTU, COD 从 2394mg/L 降至 915mg/L, 混悬固形物从 1624mg/L 至 6mg/L。另外 , 壳聚糖可用作固定化酶载体 , 将含葡萄糖异构酶的微生物细胞固定在壳聚糖上 , 其活力是游离酶的 48%。 纤维领域 （ 1） 1980 年，日本吴羽公司发明了以甲壳素为基料的纤维成型技术。 Szoland 采用高氯酸作催化剂、丁酸酐处理甲壳素生成丁酸酸化甲壳素 （ butyryl chitin） ；其20%-22% 的丙酮溶液经干纺得到性能良好的纤维；该纤维具有良好的抗了射线能力 ， 在碱性条件下水
6、解可获得甲壳素纤维。日本 Chitin/Chitosan 研究开发室将 N-乙酰基壳聚糖磺酸钠（ Sodium N-acylchitosan xanthate) 的 14%NaOH 溶液及其与纤维素磺酸钠混合液 4550 喷丝， 经 10%H2SO4、 32%Na2SO4 和 ZnSO4 溶液固化， 得到能被壳聚糖和溶解酵素吸收的白色纤维，采用丙酞基壳聚糖磺酸钠与纤维素磺酸钠混合液喷丝， 其机械性能将更好。 （ 2）防皱整理剂。壳聚糖与纤维素有较好的吸附和相溶性，壳聚糖的羟基和部分氨基与纤维的羟基形成众多的分子间氢键，能起仿皱效果，可制作特殊用途的布料。 （ 3）纺织整理剂。壳聚糖用 于 上浆
7、料，使难上浆材质易染色 ，对染料具有强亲和力，达到良好的染色效果。 （ 4） CS 是一种线型含氨基的高分子化合物， 其氨基的质子化通常表现出明显的阳离子絮凝剂特性， 因此近些年来常被作为一种新型的絮凝剂而在废水处理中得到应用。 化妆品行业 （ 1）护肤用品。保湿剂是化妆品中不可缺少的重要成分，添加 了 壳聚糖的洁肤、护肤液具有良好的吸湿、保湿性能。可以说壳聚糖化妆品是一种性能很好的美白化妆品。膏霜类化妆品中适量加入壳聚糖可增加人体对细菌、真菌的免疫力，阻碍原菌生长，消除由于微生物侵害而引起的皮炎、粉刺。用壳聚糖制备含有福尔马林的化妆品，具有 较好 的杀菌效果。壳聚糖与其他高分子物质复合制备的
8、面膜，由于其良好的亲水性、亲蛋白性，对皮肤无过敏、无刺激 以及 无毒性反应， 又 在成膜过程中使得整个面膜材料与皮2 肤接触感明显柔和，对皮肤的亲和性明显增加。 （ 2）美容化妆品。在美容化妆品中，壳聚糖具有易成膜、皮肤调理性能好、防止皮肤干裂、粗糙及老化、加速伤口愈合、增强化妆品有效成分的透皮吸收、加速表皮细胞的代谢和再生能力的功能，从而达到减缓衰老，修饰美容的效果。如果把它配成霜膏，不但可以给皮肤提供营养成分如胶原蛋白等，而且壳聚糖可填充在表皮产生的干裂缝中，最终和表皮 长成一体，以达到修饰美容的效果 。 （ 3）护发用品。经研究表明，用一氯乙酸对壳聚糖进行了化学改性，羧甲基壳聚糖具有良好
9、的水溶性，故可溶于水，其水溶液具有粘性是很好的天然成膜物，它对毛发中的蛋白质有较强的附着力，能在头发表面形成牢固的薄膜，固能保持发型。应用在啫喱水方面，经初步试用后发现其效果好，光泽自然、不粘滞、不吸尘、无异味、易洗去，具有良好的吸湿性、保湿性以及定型、护发作用由于壳聚糖来源丰富，价格便宜，有望在化妆品行业得到更广泛地应用。 壳聚糖因具良好的成膜、絮凝、吸附、抗菌、螯合等特性 , 又因其本身无毒 无二次污染 , 因此它在污水处理等行业的应用 , 将随着科学技术不断发展 , 壳聚糖改性的不断深人 , 壳聚糖及其衍生物的进一步研究与开发利用 , 其应用前景更为广阔。 参考文献 1 Pontius
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