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《壳聚糖_蒙脱土复合材料对活性艳橙X_GN吸附行为的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、第21卷第4期化学研究与应用Vol.21,No.42009年4月ChemicalResearchandApplicationApr.,2009文章编号:100421656(2009)0420562204壳聚糖2蒙脱土复合材料对活性艳橙X2GN吸附行为的研究1,231211马娟娟,刘霖,王新龙,李善忠,高超(1.淮海工学院化学工程学院,江苏连云港222005;2.南京理工大学化工学院,江苏南京210094)关键词:壳聚糖2蒙脱土复合材料;吸附;活性艳橙X2GN;等温线;热力学中图分类号:TQ424.26文献标识码:A7据统计,全世界每年
2、的染料消耗量为1×10连云港双蝶染料有限公司,结构如图1所示),其[1]kg,其中10%以污水的形式排放到水环境中。它试剂均为分析纯,试验用水为蒸馏水。由于染料分子难于生物降解,部分染料还具有毒性甚至能致癌,对水生生态系统和人类健康存在[2]着潜在威胁。目前普遍采取的方法是以活性炭作为吸附剂进行脱色,但存在费用较高的问题。天然粘土矿物蒙脱土储量丰富、价格低廉、比表面积高,已经成为较为活跃的吸附剂研究对图1活性艳橙结构[3,4]象。但蒙脱土对阴离子型染料的去除效果很Fig.1structureofreactiveorangeX2GN低,
3、这主要是由其层状结构的负电性造成的。壳RINT2000型X2射线衍射分析仪(Rigaku),聚糖分子中存在大量的游离氨基和羟基,可以有FTIR28400S红外光谱仪(岛津),UV2550紫外可[5,6]效去除废水中的过渡金属和有机物,但机械性见分光光度计(岛津);pHS23C精密pH计(上海能不稳定在很大程度上限制了其使用。为此,本精密科学仪器有限公司),H2Q2C型空气浴振荡器文利用静电作用将壳聚糖分子链引入到蒙脱土的(哈尔滨市东明医疗仪器厂)。层间,这样既可以产生结构正电荷,保证吸附能1.2壳聚糖2蒙脱土复合材料的制备力,又弥补了
4、壳聚糖自身的缺陷。研究表明,制得将一定量的壳聚糖加入到250mL1%(v/v)21的壳聚糖2蒙脱土(CTS2MMT)复合材料具有吸附醋酸溶液中,搅拌4h,用1mol·LNaOH调节溶容量大、制备方便、无污染等优点。[7]液pH4.9。将5.0g蒙脱土分散到250mL蒸馏水中,得到2%的蒙脱土悬浮液。将上述壳聚糖溶1实验部分液缓慢加入至蒙脱土悬浮液中,50℃下搅拌10d,最后用蒸馏水洗涤、过滤,真空干燥备用。1.1实验材料与仪器1.3脱色性能测定钠型蒙脱土(离子交换容量为100mmol/100染料脱色性能采用分批平衡实验测定,称取g,浙
5、江丰虹粘土有限公司),壳聚糖(脱乙酰度为0.05g壳聚糖2蒙脱土复合材料置于具塞锥形瓶694%,粘均分子量为1.0×10,国药集团化学试剂中,加入染料含量已知的溶液10mL(自然pH值有限公司),实验用染料活性艳橙X2GN(化学纯,为～7.0),一定温度下振荡3h,离心分离后取上层清液,用紫外可见分光光度计在478nm处测收稿日期:2008209201;修回日期:2009201207基金项目:淮海工学院自然科学基金资助项目(Z2006010)联系人简介:马娟娟(19802),女,讲师,主要从事功能材料方面的研究。Email:lanxu
6、an98@gmail.com。第4期马娟娟等:壳聚糖2蒙脱土复合材料对活性艳橙X2GN吸附行为的研究56321定。根据公式(1)计算吸附量qe(mg·g):ρi2ρeVqe=(1)m式中ρi和ρe分别为溶液中染料的初始浓度和21平衡浓度(mg·L),V为溶液体积(L),m为吸附剂的用量(g)。2结果与讨论2.1壳聚糖2蒙脱土复合材料结构表征钠基蒙脱土和壳聚糖2蒙脱土复合材料的XRD谱图如图2所示,蒙脱土001晶面的层间距图3蒙脱土(MMT)和壳聚糖2蒙脱土为1.50nm,而复合材料001晶面的层间距增大到(CTS2MMT)复合材料的I
7、R谱图Fig.3IRspectraofmontmorillonite(MMT)1.74nm。在复合材料的制备过程中,蒙脱土层间++andchitosan2montmorillonite(CTS2MMT)hybrid的Na与壳聚糖所带的2NH3发生了阳离子交换气氛围中的热重曲线如图4所示。200℃以下的使壳聚糖分子链进入到层间,从而造成层间距的失重对应的是样品吸附水分的挥发,蒙脱土失重增大。显然,高度为0.24nm的层间只能容纳壳5.3%,复合材料失重7.6%。复合材料在200～[8]聚糖的单分子层。350℃经历了第二段重量损失,这是由
8、于壳聚糖的脱乙酰化作用和降解引起的。350℃以上的失重对应的是第二阶段形成的含碳残留物的氧化降[9]解。800℃时,蒙脱土和复合材料的失重分别达到9.3%和20.6%,根据二者的差值可以得到复合材料中壳聚糖的插层量为11
