【正文】 潛在的應用實例包括人工皮膚 (創(chuàng)傷敷料 )、手術縫合線與骨修復材料、抗凝血劑和人工透析膜、藥物制劑和藥物釋放劑等。另外， 殼聚糖是很方便的成膜材料，而且這種膜是可食用膜，同時又可在水和熱水中保持原狀，因此特別適合于固體、液體食品的包裝。另外，在酒類、果汁除濁方面，也取得了良好的效果 [2]。 圖 11 殼聚糖的結(jié)構(gòu)式 殼聚糖的應用 由于殼聚糖的結(jié)構(gòu) 特點和資源優(yōu)越性，在許多方面都顯示出獨特的功能特性，在食品、農(nóng)業(yè)、水處理、日化及生物醫(yī)學工程等領域都有很高的實用價值。 殼聚糖的結(jié)構(gòu)和特點 殼聚糖具有良好的生物相溶性 安全無毒、保濕抗菌，價廉易得，從結(jié)構(gòu)上看 (圖 1)，其分子鏈上有許多可參與反應的基團，可按要求進行改性 [1]。在實驗室中可以用幾丁質(zhì)經(jīng)過脫乙酰作用得到，化學名稱為聚 葡萄糖 胺 (14)2氨基 BD 葡萄糖。 高嶺土尾礦經(jīng)處理后，具有良好的內(nèi)部孔道結(jié)構(gòu)，且孔道大小多在分子尺寸范圍內(nèi)，故呈現(xiàn)很好的選擇吸附性能，將成為應用廣泛的新型環(huán)保吸附劑原料。 殼聚糖是一種無毒、無污染并可生物降解的天然高分子，價廉易得。 methylene blue。其中 25/20 實驗組經(jīng)過 180min脫色， 脫色率可達到 % 關鍵詞： 殼聚糖； 高嶺土； 亞甲基藍；脫色 The research of chitosan /kaolin posite material about the adsorption to methylene blue solution Student: Liangliang Ren Supervisor: Zongzhi Hu College of Mechanical amp。1 殼聚糖 /高嶺土復合材料對亞甲基藍溶液的脫色研究 學 生： * 指導教師： * （ **** 機械與材料學院 ） 摘 要 ： 本文制備了殼聚糖 /高嶺土復合材料。 Material Engineering, China Three Ges University Abstract:The passage prepares the chitosan /kaolin posite material, and discusses the influence of the effect of the chitosan /kaolin posite material about fading the methylene blue solution in diverse conditions,such as the amount of posite material, the initial concentration of methylene blue solution,system temperature,the kaolin39。 decolorization 2 前言 現(xiàn)今，環(huán)境問題日益受到人們的關注，而印染廢水的處理成為人們普遍關注的問題，現(xiàn)代工業(yè)大量排放的有機廢水不但對環(huán)境有著極大的影響，同時也對人類的健康生活有著威脅。 殼聚糖是由自然界廣泛存在的幾丁質(zhì) (chitin)經(jīng)過脫乙酰作用得到的，化學名稱為聚葡萄糖 胺 (14)2氨基 BD葡萄糖，自 1859年，法國人 Rouget首先得到殼聚糖后，這種天然高分子的生物官能性和相容性、血液相容性、安全性、微生物降解性等優(yōu)良性能被各行各業(yè)廣泛關注 。 通過用熱處理和酸浸改性法制備高比表面改性高嶺土材料，增大比表面積和增加表面修飾來提高吸附能力，并研究高嶺土尾礦對亞甲基藍溶液的吸附性行為，獲得了高嶺土尾礦處理亞甲基藍的最佳工藝條件，結(jié)果用于實際廢水的處理，效果良好。純殼聚糖是一種白色或灰 白色半透明的片狀或粉狀固體，無味、無臭、無毒性，純殼聚糖略帶珍珠光澤。它有類同于葡聚糖胺的結(jié)構(gòu)特性，在其大分子結(jié)構(gòu) 如圖 11 中含有豐富的羥基和氨基，這些活性基團可以和其它物質(zhì)的分子發(fā)生化學反應，通過?；?、羥基化、氰化、醚化、烷基化、酯化、酰亞胺化、疊氮化、成鹽、螯合、水解、氧化、鹵化、接枝與交聯(lián)等反應，可制備殼聚糖衍生物 [2]。 （ 1） 殼聚糖在食品工業(yè)中的應用 殼聚糖在食品工業(yè)中的應用主要有： ，該劑利用殼聚糖的絮凝作用，可作為許多液體產(chǎn)品或半成品的除雜劑。 ， 殼聚糖可抑制細菌、霉菌生長， 因此常加于腌制食品中或用于海產(chǎn) (蝦 )、水果 (荔枝、獼猴桃 )的保鮮。香腸腸衣類的膜也是殼聚糖與其他物質(zhì)復合制成的。此外，利用其成膜性、可吸收性和殺菌性，用于制備人造皮膚、人造血管、手術縫合線、用作止血劑和傷口愈合劑、抗腫瘤劑、免疫促進劑和抗膽固醇劑，又可作為人工腎的吸附解毒劑，脫內(nèi)毒素超濾膜。殼聚糖能調(diào)節(jié)體內(nèi)的 pH 值到弱堿性，提高胰島素的利用率，有利于防治糖尿病 [3]。 （ 3）殼聚糖在水處理方面的應用 環(huán)境保護正日益受到人們的關注，尤其是水環(huán)保 [4]。殼聚糖對于活性污泥有很強的絮凝 作用，能5 有效地處理食品工業(yè)廢水，沉淀廢水中的懸浮物。但這些 凈水器 中裝的大都是活性炭，而活性炭雖能除去自來水中一些雜質(zhì)，卻不能有效地吸附鹵代物。 此外 ， 殼聚糖能通過絡合及離子交換的作用，對染料、蛋白質(zhì)、氨基酸、核酸、酶、鹵素等進行吸附，用于染料廢水、印染廢水、食品工業(yè)廢水的處理 [6] ，從而凈化環(huán)境，保護人類健康。采用殼聚糖與纖維素混合 ， 在一定的溫度下流延干燥 ， 即可形成薄膜 ，這種薄膜可生物降解 ， 這樣就可以有效地抑制愈加嚴重的農(nóng)田“白色污染”現(xiàn)象。 （ 5） 殼聚糖在日化中的作用 殼聚糖及其衍生物具有軟化角質(zhì)層 ， 對皮膚有良好的柔和調(diào)理作用 ， 還具有很好的保濕性及成膜性 ， 能使皮膚光潔、保濕、滋潤 ， 是生產(chǎn)洗面奶、浴液、護膚霜的非常好的原料。 膏霜類化妝品中適量加人殼聚糖 ， 可增加人體對細菌、真菌的免疫力 ， 阻礙原菌生長 ， 消除由于微生物侵害而引起的皮炎、粉刺 。 殼聚糖的吸附機理 殼聚糖從甲殼素脫乙酰獲得， 殼聚糖的衍生物對染料具有良好的吸附能力，主要吸附機理是離子交換、氫鍵作用和聚合物內(nèi)部網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)所形成的物理 吸附。 高嶺土的主要礦物組成是高嶺石、地開石、珍珠陶土、埃洛石等，高嶺石的結(jié)構(gòu)是由一層硅氧四面體和一層鋁氧八面體通過共同的氧互相連接形成的一個晶層單元，在硅氧四面體和鋁氧八面體組成的單元層中，四面體的邊緣是氧原子，而八面體的邊緣是氫氧基團，單元層與單元層之間通過氫鍵相互連接 [9]。 純凈的高嶺土為白色，一般含有雜質(zhì)時，為淺灰色、灰色、淺黃色、米黃色、粉紅色、褐色或黑色。無光澤。常溫下難溶于酸和堿中。 一般高嶺土原礦中，雜質(zhì)含量較多，高嶺石含量視其純凈程度而異，經(jīng)過揀選或淘洗 后，除去游離石英及其他巖屑，高嶺土可達到接近高嶺石的理論組成，即 ％、％、 ％。 7 高嶺土晶體中 SiO260%的是以極性很弱的 SiO 共價鍵鍵合 ， 形成一個 SiO 四面體。高嶺土每個二、八面體間是惰性的 O 層和 OH 層 ， 每層間是靠弱的氫鍵力結(jié)合 ， 所以高嶺土剝片較易。高嶺土中含有的 Ca2+、 Na+、 K+等堿金屬和堿土金屬的離子 ， 可能是高嶺土中混入的其他粘土礦物的機械雜質(zhì) ， 也可能是作為吸附交換的陽離子 ， 被吸附在高嶺土晶體晶棱價鍵不飽和的地方或結(jié)構(gòu)局部不完整的地方。高嶺土白度分自然白度和煅燒后的白度。白度計是測量對 3800—7000amp。 亮度是與白度類似的工藝性質(zhì)，相當于 4570amp。一般含 Fe2O3 呈玫瑰紅、褐黃色；含 Fe2+呈淡藍、淡綠色；含 MnO2 呈淡褐色；含有機質(zhì)則呈淡黃、灰、青、黑等色。高嶺土礦都需要進行技術加工處理，是否易于加工到工藝所要求的 細度 ，已成為評價礦石質(zhì)量的標準之一?？伤苄允歉邘X土在 陶瓷 坯體中成型工藝的基礎，也是主要的工藝技術指標。cm表示，往往可塑性指標越高，其成型性能越好。還有一個方面就是高嶺石粘土比紙漿要便宜的多，更能有效的降低造紙的投入?；蛘呤墙?jīng)過 超細磨粉機 對其進行精細的加工才能達到一定粒度的要求。 另一部分高嶺土在較低溫度下煅燒得到偏高嶺土，將兩種煅燒高嶺土按一定比 例混合后或在其中的一種煅燒高嶺土存在時， 得到一種 NaY9 型分子篩 [10]。高嶺土添加劑的 規(guī)格和品種會隨著開發(fā)品種的增加而增加的，高嶺土可以適應基本上所有的涂料品種，從底漆到面漆，所有的固體成分、光澤、以及涂膜的厚度。地膜覆蓋栽培面積將擴大 到 20xx 萬 hm2 ， 推廣普及率達到 41. 3 % ， 地膜的年耗用量將增加到 78 萬噸左右。目前我國優(yōu)質(zhì)白炭黑產(chǎn)品仍從德國、日本、美國進口。高嶺土在制陶中主要有兩個方面的作用： ， 其他礦物配料（如石英和長石等等）的粘合劑。 10 亞甲基藍染料的危害 亞甲基藍是廣泛應用于印染工業(yè)的染料， 為 金紅色閃金光或閃古銅色光的粉狀物，溶于水，稍溶于酒精則呈藍色；遇濃硫酸呈 黃光 綠色；稀釋后呈藍色；水溶液中加入氫氧化鈉溶液后呈紫色或出現(xiàn)暗紫色沉淀。 亞甲基藍是水溶性偶氮染料的代表性化合物，在水溶液中會形成有機 “ 陽離子型 ” 的季胺鹽離子基團，且色度很高，對人體有這高突變性和致癌性，對環(huán)境污染嚴重。此結(jié)果為殼聚糖應用于印染廢水處理提供了一定的理論根據(jù)。通過吸附熱動力學研究，得出焓變值為 ，表明吸附過程為吸熱反應。 Chiou 等 [15]采用交聯(lián)劑多聚磷酸鈉、環(huán)氧氯丙烷等對普通殼聚糖進行改性，并制備成為微球，大大提高了其耐酸性，并應用于活性紅 189 染料的吸附，微球?qū)钚约t 189染料的飽和吸附量達到 1802～ 1840g/kg，具有良好的吸附效果。隨著吸附劑添加量的增加，脫色率有所提高 。 C 條件下 ， 氫氧化鎂 殼聚糖磁性微球投入到模擬廢水 (艷蘭、亞甲基藍 )中的脫色率最佳 ， 都可達到 99% 左右。研究表明，戊二醛交聯(lián)劑的用量對材料的熱穩(wěn)定性及對酸 性廢水的脫色均有不同程度的影響。該材料對酸性紅 B1 實際廢水有良好的吸附效果，脫附率仍可達到 90%以上。 李海燕 [20]以殼聚糖為原料采用反相懸浮交聯(lián)法制備了球狀殼聚糖樹脂 (RCM)，通過靜態(tài)吸附實驗研究了 RCM 對檸檬酸的吸附熱力學和動力學特性 .結(jié)果表明，吸附符合Laugmuir 等溫曲線，且平衡常數(shù)隨著溫度升高而升高；吸附是非自發(fā)熵增加的吸熱過程；在相同的 溫度下，隨著溶液中檸檬酸濃度的增加，吸附勢逐漸降低；初始濃度相同時，隨著溫度的升高吸附勢升高；在 298， 308， 318 K 下， RCM 對檸檬酸的飽和吸附量分別為 ， ， mg/g；吸附屬二級動力學吸附，粒子內(nèi)擴散是控速步驟，吸附速率常數(shù)隨著溫度升高而增加。該吸附劑有望應用于染料廢水的處理中。顆粒 ζ 電位測定結(jié)果表明，電性中和吸附架橋是殼聚糖絮凝的主要作用機理。高嶺土尾礦對亞甲基藍的脫色率隨其濃度的增加而下降，但吸附總量增加。通過產(chǎn)物性能檢測表明，湛江市高嶺土活化處理后，對鈣離子有較高的吸附交換量，對粗糖液也有一定的脫色能力。以亞甲基藍為模擬污染物， 在紫外光下考察Cu( II )摻雜對 AgNbO3 光催化效果的影響。 馮青琴等 [27] 采用溶膠 凝膠法在 Al2O3 表面負載 TiO2 制取 TiO2/ Al2O3 催化劑，以亞甲基藍為研究對象考察了 TiO2/Al2O3 催化劑的煅燒溫度、亞甲基藍反應初始濃度、介質(zhì)酸度及 TiO2/ Al2O3 催化劑用量對 TiO2/ Al2O3 超聲波降解脫色高濃度亞甲基藍溶液的影響實驗發(fā)現(xiàn) :煅燒溫度對 TiO2/ Al2O3 的活性有很大影響，有較大的制約作用。研究表明：鈦磁鐵礦異相 Fento