壳聚糖埃洛石纳米管复合材料制备及其性能研究

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1、AthesissubmittedtoZhengzllouUniVers时for也ede铲eeofMaSterStll(1yonthePr印arationaJldPerformanceofChitosa彬HalloysiteNanotubeConlpositeMaterialsByJileiY-aoSuperVisor：Pro￡BillgZhallgChemicalTechllologySch001ofChemicalEngineeriIlgandEne唱yMay，2014学位论文原创性声明删洲㈣㈣

2、洲㈥删《Y2546239本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导F，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。学位论文作者：4娓纭备日期：力哪降j月；／同学位论文使用授权声明本人在导师指导下完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属郑州大学。根据郑州大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印

3、件和电子版，允许论文被查阅和借阅；本人授权郑州大学可以将本学位论文的全部或部分编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或者其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。本人离校后发表、使用学位论文或与该学位论文直接相关的学术论文或成果时，第一署名单位仍然为郑州大学。保密论文在解密后应遵守此规定。学位论文作者：排多动鼋日期：≯斫中年-j汨；／日摘要有机一无机复合材料同时具有机材料和无机材料的优异特性，近些年来在材料科学领域受到广泛的关注。有机．无机复合结构材料一般需要通过对两种以上组分、结构等进行复合制备

4、而成，这类材料不仅具有有机聚合物的易于加工性和韧性，还具有无机材料的刚性和强度等性能。本文中采用天然高分子材料壳聚糖(CTS)和无机粘土矿物埃洛石纳米管(HNTS)作为原料，通过反相乳化交联法成功制备出了CTs／H[NT复合材料，研究了该复合材料的酶固定化性能和吸附性能，并进一步考察了固定化酶处理氯酚废水的性能。具体研究内容如下：(1)壳聚糖／埃洛石纳米管复合微球的制备及表征以cTs和HNTs为原料，采用反相乳化交联法制备壳聚糖／埃洛石纳米管复合微球，通过光学显微镜、扫描电子显微镜、傅里叶变换红外

5、光谱仪、比表面积及孔隙度分析仪等对合成的复合微球进行了表征，并简单探讨了复合微球的形成机理。形貌及结构表征结果显示，制备的cTs／Ⅷ町T复合微球形貌规则，尺寸均匀，大小约150．200岫；其表面及内部均是由大量的HNTs搭接而成的疏松结构。红外光谱分析表明组成微球的CTS修饰的HNTs是由戊二醛交联结合在一起的，这就使得复合微球具有更加稳定的结构。(2)使用壳聚糖／埃洛石纳米管复合微球为载体固定漆酶并用于处理含2，4一二氯酚模拟废水的研究使用(1)中制备所得的CTS／HNT复合微球作为酶固定化的载

6、体，选择漆酶为目标酶进行酶固定化实验，考察了漆酶初始浓度和时间对漆酶固定化的影响，并研究了固定化漆酶的pH稳定性、耐热稳定性、储藏稳定性及重复使用性等酶学性能和固定化漆酶在2，4．二氯酚废水处理中的应用。实验结果表明，使用合成的新的复合微球材料固定漆酶，能得到较高的负载量，负载量为123．1mg幢；并且固定化漆酶的耐热稳定性、储藏稳定性、重复利用性等酶学性能均得到提高；使用固定化的漆酶处理2，4．二氯酚模拟废水，去除速率较快且去除率高，说明固定化漆酶在氯酚废水的处理中有着很好的应用前景。(3)冷冻

7、干燥技术处理的壳聚糖／埃洛石纳米管复合多孔颗粒在染料废水处理中的应用研究摘要使用(1)中相同材料和方法，但调节转速为700rpm，制备得到粒径较大的CTS／HNT复合颗粒，使用冷冻干燥技术对制得的复合颗粒进行干燥处理，采用扫描电子显微镜对其进行表征，结果显示得到的复合颗粒表面呈疏松的多孔结构，且由大量纳米管搭接而成，这使其在吸附方面具有良好的应用潜力。因此，使用该复合多孔颗粒对偶氮染料．甲基橙(M0)进行吸附实验，考察了pH值、M0初始浓度、反应时间等因素对吸附过程的影响。结果表明冷冻干燥技术处理

8、的CTS／HNT复合多孔颗粒吸附量比真空干燥技术处理的复合颗粒高，受pH值影响也较小，能够在较宽的pH值范围内达到良好的吸附效果。通过对实验数据进行吸附等温模型拟合，可计算得出最大吸附量为68．97m∥g，吸附动力学模型拟合结果显示吸附过程符合准二级动力学模型，通过对热力学参数的计算可知该吸附过程是一个自发进行的吸热过程。另外，F．CTS／HNT复合多孔颗粒的循环再生性能良好，进行十次吸附／脱附实验，对MO的去除率仍能达到88％以上。关键词：壳聚糖：埃洛石纳米管；复合材料；固定化酶