新型绿色螯合填料的制备及其特性的研究

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1、１０６９７分类号：ＴＱ０２８．６学校代码：：公：２０１５３１５５８，密级开学号士专业学位论文ＤｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎｆｏｒｔｈｅＰｒｏｆｅｓｓｉｏｎａｌＤｅｒｅｅｏｆＭａｓｔｅｒｇ新型绿色螯合填料的制备及其特性的研究工学科名称：化学程专业学位类别：工程硕士作者：李晨指导老师：李蓉副教授万一研究员西北大学学位评定委员会二〇—八年PreparationandCharacterizationofNewGreenChromatographicPackingAthesissubmi

2、ttedtoNorthwestUniversityinpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofMasterinChemicalEngineeringByLiChenSupervisor:LiRongProfessorJune2018摘要氨羧类物质是一种同时含有氨基和羧基的多齿螯合剂，如乙二胺四乙酸(EDTA)和羟氨羧类物质是一种同时含有氨基和羧基的多齿螯合剂，但是，它们很难生物降解，因此在水生系统中存在大量的此类物质，会产生一定的累积效应，造成不可逆的环境后果。用可生物

3、降解的替代物替代这些化合物一直是近几年来的研究对象。目前在氧化漂白、洗涤剂和清洁组合物、防垢和还原、土壤修复、农业、电镀、废物处理和杀生物剂等相关研究工作中应用了环境友好型螯合剂。谷氨酸二乙酸（GLDA）、甲基甘氨酸二乙酸(MGDA)和亚氨基二琥珀酸（IDS）是替代不可生物降解螯合剂最常用的几种螯合剂。氨羧类螯合剂是通过键合作用和硅胶基质反应，得到氨羧类色谱填料。该类填料可用于螯合离子色谱（CIC）、离子交换色谱（IEC）、高效配位离子色谱（HPCIC）以及固定金属离子亲和色谱（IMAC）等研究领域。在固定金属亲和色谱中氨羧类

4、螯合剂主要是将金属离子固定在基质上，它们和金属离子配位形成螯合吸附剂，螯合吸附剂又可以和生物大分子相结合。可生物降解氨羧类螯合剂IDS是一个五齿的螯合剂，不仅和大多数金属离子具有较强的螯合特性，而且和铜、镍等重金属的络合性能优于六齿的螯合剂EDTA。IDS的化学性质较稳定，无毒、无害。基于IDS的上述特性，在本实验中我们首次选择了亚氨基二琥珀酸（IDS）为配基合成IDS-硅胶固定相。本文采用亚氨基二琥珀酸（IDS），一种五齿的氨羧类络合剂，首次合成出一种高强度螯合色谱填料。通过电位滴定的方法，筛选出IDS与环氧硅胶的最佳键合量

5、比为4.6:1.5。用制得的IDS-硅胶柱按照建立的色谱条件分离了蛋白质混合物，考察了IDS-硅胶柱的阳离子特性。采用前沿色谱法将金属离子动态固定在IDS-硅胶柱上，应用ICP法测定了键合在IDS-硅胶基质上的金属离子的量，当环氧硅胶用量为1.5g时，IDS在硅胶基质上的键合量最大为41.2µmol/gIDS-硅胶，论证了金属螯合特性。通过用静态法键合Fe3+在IDS-硅胶填料和IDA-硅胶填料上，制备IMAC硅胶固定相，首次将IMAC固定相应用于水相脱磷和水相除氟，而经过IDS和IDA填料处理过的溶液中的磷含量和氟含量都有所

6、降低，但磷含量明显减少更多，其中IDS填料的脱磷率达到95%以上,表明IDS可以应用于工业废水的处理。关键词：螯合配体，色谱填料，阳离子交换，亚氨基二琥珀酸IABSTRACTAminocarboxyliccompoundsarepolydentatechelatorscontainingbothaminoandcarboxylgroups,However,theyarequitehardtobiodegrade,sotherearealargenumberofsuchsubstancesintheaquaticsystem,w

7、hichwillhaveacertaincumulativeeffectwithinevitableenvironmentalconsequences.BiodegradableChelatingagentsareextensivelyappliedinindustry,agricultureaswellasotherindustries.Chelatingagentshavebeenextensivelyappliedinmetalwashing,dailywashing,farmlandfertilization,eata

8、bles,andmedicine,evenmoreindagationandanalysis,andplayanirreplaceableroleinproductionandlife.Thesechelatingagents,suchasGLDA、MGDAandIDSare