螯合—絮凝剂二硫代羧基化壳聚糖的制备及其捕集重金属性能研究

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1、■？Ｘ７０３．１Ａ开中图分类号；密级；ＵＤＣ：本校编号：菊Ｗ交遠乂＃硕±学位论文聲合－絮凝剂二硫代装基化壳聚糖的制备论文题目■亥其拂集重金属性能研究杜凤龄〇２１２１２７研究生姓名：学号：徐敏别ｄ副教授学校指导教师姓名；雜；工学硕去环境王程申请学位等级：专业：２０１５＾４＾２０１５年６月论文提交日期：论市答觀日期：独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研巧工作和取得的研究成果，除了文中特别加标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研巧成果，也

2、不包含获得兰州巧通大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签字日期？口／５年６月学位论文作者签名主：；２！／ｇ日学位论文版权使用授权书、使用学位论文的规定本学位论文作者完全了解兰州交通大学有关保留。特授权兰州巧通大学可Ｗ将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编Ｗ供查阅和借阅。同意学校向国家有关部口或机构送交论文的复印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）签学位字论文作者签名

3、：导师签名：繞心日期：；１口巧年月／Ｓ日签字日期：皆年／月／／日硕士学位论文螯合-絮凝剂二硫代羧基化壳聚糖的制备及其捕集重金属性能研究PreparationandPerformanceofDithiocarboxylChitosanUsedaschelating-flocculantofHeavyMetal作者姓名：杜凤龄学科、专业：环境工程研究方向：污染控制化学学号：0212127指导教师：徐敏王刚完成日期：2015年4月兰州交通大学LanzhouJiaotongUniversity兰州交通大学硕士学位论文摘要作为自然界的碱性天然高分子多糖，壳聚糖分

4、子结构中含有大量的氨基、羟基和N-乙酰基活性功能团，特别是氨基N原子上的孤对电子可进入到重金属离子的空轨道上，通过配位键结合，形成稳定的螯合物，可去除许多种金属离子。对壳聚糖进行化学改性并将其应用于水处理领域已成为近年来研究的热点。论文以壳聚糖为母体，采用化学合成方法将含硫原子配位基团即二硫代羧基引入其分子结构中，制备出对重金属具有螯合和絮凝双重作用的新型高分子絮凝剂二硫代羧基化壳聚糖（DTCTS）。本文以壳聚糖（CTS）、二硫化碳（CS2）、氢氧化钠（NaOH）为原料，采用单因素实验法、正交实验法以及响应面法确定了DTCTS的最佳制备条件，并通过使用电镜扫描、

5、紫外光谱分析、红外分析及元素分析等方法对DTCTS进行了表征。同时通过絮凝沉淀实验研究了DTCTS对重金属的捕集及除浊性能；并对DTCTS的溶液特性及存放稳定性，重金属螯合絮体的分形维数和絮体的稳定性及重金属回收性能进行了探讨。实验结果如下：(1)通过单因素实验确定影响DTCTS合成的主要因素有：反应物CTS、NaOH、CS2的摩尔比例、壳聚糖分子量和脱乙酰度、壳聚糖浓度、预反应时间及主反应时间、预反应温度及主反应温度等。(2)选择反应物摩尔比例、预反应温度及主反应温度、预反应时间及主反应时间进2+2+行正交实验，并分别以水样中Cu、Cd（投药量300mg/L和

6、360mg/L）去除率为考察指标，得到四组不同的最优合成条件。表明正交实验的优化组合条件受离子种类和DTCTS投加量的影响。(3)选取正交实验对DTCTS合成影响最大的三个主要因素：反应物摩尔比例、预反应时间t1、主反应温度T2进行响应面实验，得出DTCTS的最佳制备条件为：反应物CTS、CS2、NaOH三者的摩尔比例为1:1.5:2，预反应温度T1为25℃，预反应时间t1为30min，主反应温度T2为60℃，主反应时间t2为120min。该优化组合条件不受离子种类的影响，具有通用性。避免针对不同重金属离子而制备不同的DTCTS，由此简化了合成过程。(4)DTC

7、TS属于两性高分子絮凝剂，其在蒸馏水体系中的等电点pHiep为6.8，在自来水体系中的等电点pHiep为6.0。2+2+2+(5)DTCTS对含单一重金属(Cu、Cd、Pb)废水有很好的去除效果，且所需pH2+2+2+值较低。当pH值为6.0，在最佳投药量下，DTCTS对Cu、Cd、Pb的去除率均可2+达100%；对于含Ni废水DTCTS处理效果不佳，在DTCTS投加量为720mg/L时，去--I-螯合-絮凝剂二硫代羧基化壳聚糖的制备及其捕集重金属性能研究除率仅为86.18%，需进一步增大投药量才能达到较好的去除效果。DTCTS对于混合重2+2+2+2+金属离子

8、的总体捕集顺序为Cu>P