改性壳聚糖膜的制备及其应用研究

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1、南京工业大学硕士学位论文改性壳聚糖膜的制备及其应用研究姓名：陈仕艳申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：吕志敏20060607摘要壳聚糖是甲壳素脱乙酰基得到的天然高分子物质，其分子结构与纤维素相似，具有良好的生物相容性、成膜性和可控的生物降解性等特性，利用壳聚糖制成的膜在医药、食品、化工、环保等领域具有十分广泛的应用前景。但是，壳聚糖膜力学强度不高，能溶于弱酸，使其应用受到限制。因此，研究开发性能优越，用途广泛的壳聚糖膜材料成为国内外学者普遍关注的热点课题。利用壳聚糖分子上化学性质活泼的胺基基团进行化学修饰，改变其性能以适应不同的用途，是当前研制高性能壳聚糖膜的

2、主要方法之一。本文的目的是开发一种适用于工业废水处理的壳聚糖膜。主要做了以下几方面工作：1．采用流延法制备了壳聚糖膜、N-乙酰化壳聚糖膜和交联壳聚糖膜，分析制膜过程中影响膜质量和结构的主要因素。结果表明，铸膜液浓度在1.5%～2%之间为适宜的范围。2．对三种膜的结构、力学性能、耐酸碱性能进行了测试和比较。结果表明，观察到薄膜具有平滑的表面及结实的剖面。壳聚糖膜较致密，没有表皮层；乙酰化膜有致密的表皮层，内部也比较致密；而交联膜比较疏松,存在交联反应形成的孔隙。通过N-乙酰化和交联反应处理可以提高膜的拉伸强度和耐酸性能,N-乙酰化壳聚糖膜的强度最好,达到4.31kN/

3、m。改性后的膜在酸碱中具有良好的稳定性。制备交联膜时加入甘油可以进一步改善交联膜的强度和柔韧性。3．用三种壳聚糖膜进行了处理印染废水、化工废水和造纸废水试验研究。结果表明，三种膜对工业废水都有一定的处理效果。采用N-乙酰化壳聚糖膜处理造纸废水时，COD去除率可达到97.4%。关键词壳聚糖膜乙酰化交联改性力学性能废水处理IABSTRACTChitosanisanaturepolymermaterial,anditistheN-deacetylatedproductofchitin.Thestructureissimilartocellulose.Chitosanist

4、henewgoodmembranematerial,ithasgoodbiologicalcompatibility,membraneformationandcontrollablebiologicaldegradability.Makinguseofchitosantogetmembraneshasthebroadapplicationforegroundnotonlyonmedicine、foodstuff、chemicalindustry,butalsoonenvironmentalprotection.However,themechanicsintensit

5、yofchitosanmembraneisnothigh,andalsohasaweaknessthatitcanbedissolvedinweakacid.Sotheapplicationofthemembranesisrestricted.So,itisahotprojectthatresearchandexploithighperformanceandversatilechitosanmembranematerial,wascatholicconcernedbyscholarsathomeandabroad.Makinguseoftheactivechemic

6、alpropertyofamidogengroupsonchitosantocarryoutchemicalmodification,andchangeitsperformancetoadaptthedifferentuses,itisoneofmainmethodsthatbeusedforresearchinghighperformancechitosanmembranecurrently.Thepurposeofthisarticleistodeveloponekindofchitosanmembraneswhichissuitableforindustria

7、lwastewaterdisposal.Thefollowingseveralaspectsofworkshasbemademainly:1.Topreparethechitosanmembrane、theN-acetylationchitosanmembraneandcrosslinkingchitosanmembranebycasting,andtoanalyzeanddiscusstheprincipalfactorsinpreparemembraneprocesswhichaffectthequalityandstructureofmembrane.Th