季铵化羧烷基壳聚糖的制备、结构和性能研究.pdf

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1、季铵化羧烷基壳聚糖的制备、结构和性能研究蔡照胜2009届博士中国林业科学研究院万方数据分类号TQ314.1密级公开UDC547学位论文季铵化羧烷基壳聚糖的制备、结构和性能研究StudyonPreparation,StructureandPropertiesofQuaternizedCarboxyalkylChitosans蔡照胜指导教师姓名宋湛谦研究员院士申请学位级别博士专业名称林产化学加工工程研究方向天然资源化学与利用论文提交日期2009年5月论文答辩日期2009年6月学位授予日期2009年7月答辩委员会主席安鑫南评阅人北京·中国林业科学研究院万方数据学位论文季铵化

2、羧烷基壳聚糖的制备、结构和性能研究学位论文作者蔡照胜指导教师姓名宋湛谦研究员院士副导师姓名杨春生教授申请学位级别博士专业名称林产化学加工工程研究方向天然资源化学与利用论文答辩日期2009年6月中国·北京万方数据DissertationfortheDegreeStudyonPreparation,StructureandPropertiesofQuaternizedCarboxyalkylChitosanCandidate:CaiZhao-shengSupervisor:Prof.SongZhan-qianAssociateSupervisor:Prof.YangChu

3、n-shengAcademicDegreeAppliedfor:DoctorChemicalProcessingSpeciality:EngineeringofForestProductsDateofDefence:2009.6Degree-Conferring-Institution:ChineseAcademyofForestry万方数据独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得本研究生培养单位或其它教育机构的学位或

4、证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解中国林业科学研究院有关保留、使用学位论文的规定，中国林业科学研究院有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权中国林业科学研究院可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本授权书）学位论文作者签名：导师签名：年月日年月日学位论文作者毕业联系方式工作单位：联系电话：电子

5、邮件：通讯地址、邮编：万方数据摘要壳聚糖(CTS)是一种天然高分子化合物，它是由年生物合成量达数十亿吨的甲壳素经脱乙酰反应得到。壳聚糖的化学改性和修饰是改善其应用性能的重要途径之一。本文提出通过羧烷基化壳聚糖的季铵化改性，制备具有两性高分子电解质特征的季铵化羧烷基壳聚糖（两性壳聚糖）的方法，对开发壳聚糖潜在应用价值有重要意义。创新提出用水蒸汽蒸馏结合萃取和复合溶剂重结晶方法处理三烷基胺或其盐酸盐与环氧氯丙烷反应的产物，首次合成了含量高达98%的3-氯-2-羟丙基三丙基氯化铵（CHPTPA）、3-氯-2-羟丙基二甲基苄基氯化铵（CHPDMBA）、环氧丙基三丙基氯化铵（G

6、TPA）和环氧丙基三丁基氯化铵（GTBA）四种活性季铵盐。以合成的活性季铵盐改性了N,O-羧甲基壳聚糖（N,O-CMC）、N,O-1-羧乙基壳聚糖（N,O-1-CEC）、N,O-2-羧乙基壳聚糖（N,O-2-CEC）、N-羧甲基壳聚糖（N-CMC）和N-1-羧乙基壳聚糖（N-1-CEC）等羧烷基壳聚糖（CA-CTS），得到5个系列25种具有两性高分子电解质特征的新季铵化羧烷基壳聚糖（两性壳聚糖），其中24种为首次合成；创新提出以微波辅助酸催化的方法催化2-羟丙基二甲基苄基-N,O-(1-羧乙基)壳聚糖氯化铵（GDMBA-N,O-1-CEC）水解，得到了低分子量的GDM

7、BA-N,O-1-CEC。创新提出用3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵（CHPTMA）改性N,O-CMC的产物QCMC与皂土等助凝剂复配，得到了对印染废水COD具有良好去除能力的混凝剂；以模拟含Cd(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)及工业丝绸印染废水为评价对象，系统研究了QCMC的絮凝性能。用分光光度法研究了CA-CTS及两性壳聚糖在水溶液中的溶解能力与溶液pH的关系。结果表明，存在使其溶解度出现最小值的pH(pHiep值或pI值)，且不同类型的CA-CTS或其季铵化产物具有不同的pI值：羧烷基化度（DS）越高，CA-CTS或两性壳聚糖的pI值越小；季铵化度（DQ）越高