壳聚糖纳米粒子吸附铜离子的性能研究【毕业论文】

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1、本科毕业论文（20届）壳聚糖纳米粒子吸附铜离子的性能研究专业：高分子材料与工程摘要：壳聚糖分子中的-OH和-NH2对金属离子有一定的络合作用，是一种天然螯合剂。其特殊的多孔结构，巨大的比表面积，使其对金属离子有很大的吸附容量。本实验以壳聚糖为研究对象，采用三聚磷酸钠（TPP）作交联剂，制备壳聚糖纳米粒子。该纳米粒子具有良好的吸附铜离子的作用，但由于在壳聚糖纳米粒子制备过程中，部分-NH2与三聚磷酸纳发生交联，使壳聚糖纳米粒子表面-NH2数目相对减少。因此，壳聚糖纳米粒子对金属离子的吸附能力较天然壳聚糖有所下降。关键词:壳聚糖；纳米粒子；铜离子；吸附Studyonproperti

2、esofchitosannanoparticlesasadsorptionagentofcopperAbstract:Chitosanmoleculeisnaturalchelatingreagent,withspecialporousstructure,andabounding-OHand-NH2whichcanbindmetalions.Inthisstudychitosannanoparticleswerepreparedusingsodiumtripolyphosphate(TPP)ascrosslinkingreagent,andtheirabilitesforbin

3、dingcoppersweretested.Thechitosannanoparticlesexhibitedefficientbindingabilitytoheavymetalions.Butthechitosanbindingcapacityofmetalionsdeclinedaftertheformationofchitosannanoparticlesbecauseoftheconsumingof-NH2duringcrosslink.Keywords：chitosan;nanoparticles;coppers;adsorbsion目录1概述11.1壳聚糖的性质1

4、1.2壳聚糖的应用21.2.1生化方面21.2.2医疗保健21.2.3纤维领域21.2.4化妆品行业31.3纳米粒子32实验部分32.1试验药品与仪器设备42.2制备壳聚糖的醋酸溶液的配置42.3壳聚糖纳米粒子的制备42.4纳米粒子和金属溶液混合液的制备52.5硫酸铜（CuSO4）溶液吸光度的测定52.6混合液离心52.7红外光谱分析52.8热分析63结果与讨论63.1硫酸铜溶液标准曲线的确定63.2铜离子的吸附率73.3产物的红外光谱分析83.4产物的DSC分析94结论10参考文献10致谢121概述1.1壳聚糖的性质壳聚糖（14-二氨基-2-脱氧--D-葡萄糖，也称为N-乙酰

5、胺基-D-葡萄胺和D-葡萄胺的共聚物，如（图1-1））是从虾、蟹等甲壳纲动物中提取的一种天然碱性高分子多糖。壳聚糖具有原料丰富、无毒无味、价廉、可生物降解等优点，无二次污染，已大量用于污水及污泥处理，以及给水及饮用水的净化[1-4]，其开发应用在近几十年来相当活跃。在医药、食品、化妆品、农业及环保诸方面也具有广阔的应用前景[5]。壳聚糖分子内的羟基、氨基使其具有优良的吸附、螯合、交联及架桥作用可作为阳离子型絮凝剂、助凝剂、脱色剂、脱色助剂以及重金属离子的螯合剂、有机物的吸附剂。壳聚糖分子还可以进行酰化、羧基化、醚化、羟甲基化、氰基化等衍生化处理，以提高其在溶液中的稳定性及其对重

6、金属的螯合性能[6]，从而拓宽壳聚糖在工业污水处理中的应用范围。图1-1壳聚糖结构式壳聚糖分子中含有乙酰基，羟基以及氨基，这决定了壳聚糖可进行多功能基团的化学反应。作为自然界唯一带有阳离子的天然多糖，具有独特的生物性能，因此在纳米载药、载基因体系中倍受青睐[7-8]。壳聚糖如此多的生物活性使它在医药和生物材料领域备受关注，正在作为一种新型的天然高分子材料应用于实践当中。甲壳素和壳聚糖都可以形成分子内和分子间氢键。甲壳素分子内有-OH-和-CO-基团，分子链之间存在强烈的氢键，所以几乎不溶于水及一般的有机溶剂、稀酸、稀碱或浓碱。但是壳聚糖分子内有-OH，-NH2，-O基团，也可以

7、形成多种分子内氢键，但是与甲壳素不同的是其分子链的刚性和堆积密度均小于甲壳素，所以其溶解性较甲壳素好。在稀酸中，壳聚糖的-NH2被质子化为-NH3+，破坏了原有的氢键和晶格结构，此时-OH与水分子结合，从而使壳聚糖溶解。壳聚糖为亲水性阳离子聚合物，在乙酸溶液中能产生聚电解质效应。在极稀的壳聚糖溶液中，壳聚糖的分子链充分伸直，类似刚性结构。甲壳素和壳聚糖是少数带正电荷的天然产物之一，具有许多独特的物理、化学性质和生物功能，又具有许多独特的生理活性，是一种非常具有应用价值的新型材料。1.2壳聚糖