【正文】 量可達 17mg/g，去除率達到 60%以上。s molar %.By infrared、heat defference method and scan electricity lens to analysis it39。8H2O。正是由于這種獨特的結(jié)構(gòu)，使得海泡石的比表面積高,孔隙率大，具有良好的吸附性、流變性和催化性，應(yīng)用前景十分廣闊 [12]。這種海泡石表現(xiàn)出很高的吸附性：廖潤華 [1]等研究了改性海泡石對廢水中的氨氮進行吸附，去除率可達 94％以上。楊翠英 [2]等在研究海泡石的酸改性時，探討了影響海泡石改性效果的各個因素，如海泡石粒度、酸的類型與濃度、改性時的溫度和時間等。目前對海泡石的應(yīng)用研究最多的是其吸附應(yīng)用，不同方面的吸附應(yīng)用，其吸附機理不同。如活化處理的海泡石吸附重金屬離子的主要形式為離子交換吸附和表面絡(luò)合吸附，屬化學(xué)吸附。達到凈化廢水的目的。同時海泡石還具有催化性能、流變性等，也有一定的應(yīng)用。由于分子的基本單元是帶有胺基的葡萄糖,分子中同時含有氨基和羥基,性質(zhì)比較活潑,可進行交聯(lián)、接枝、?；⒒腔?、羧甲基化、烷基化、硝化、鹵化、氧化、還原、絡(luò)合等多種反應(yīng)。王茹 [4]以工業(yè)級殼聚糖(脫乙酰度為 83%)為吸附劑,去除水溶液中的 Pb2+,在室溫條件下,處理 100 mg?L1Pb2+溶液時，Pb 2+的去除率高達 %以上,殘余 Pb2+的濃度小于等于 mg?L1,已能達到國家廢水排放標準(≤ mg?L 1)的要求。其改性產(chǎn)品的研究與開發(fā)已成為現(xiàn)在的熱點研究課題。常用的方法有：羧甲基化、羥乙基化、烷基化、乙?；?、硫酸酯化、縮合反應(yīng)、接枝與交聯(lián)反應(yīng)等。接枝反應(yīng)從機理上講分為自由基引發(fā)接枝和離子引發(fā)接枝。其中氧化還原體系中常用的引發(fā)劑有：鈰離子、Fe 2+H2O2和過硫酸鉀 [5]。海泡石的理論總面積可達 900m2/g，但由于其純度影響，其比表面積要遠遠小于這個數(shù)。而殼聚糖的接枝改性研究的重點都集中在殼聚糖分子中的NH 2或OH 與其他官能團化合物的接枝和用不同交聯(lián)劑得到的交聯(lián)產(chǎn)物。如何有效提高接枝產(chǎn)物的絡(luò)合能力，是改性殼聚糖具有真正應(yīng)用價值的前提 [6]。本實驗通過將殼聚糖與海泡石接枝共聚，取長補短，獲得一種適應(yīng)性更強的吸附材料。同時考察接枝產(chǎn)物的吸附性能。獲得了一種具有“殼聚糖偶聯(lián)劑海泡石”的材料。同時可以預(yù)測這種材料在吸附方面將獲得更大的利用空間。 實驗研究的內(nèi)容及研究技術(shù)路線本實驗主要研究以下幾個方面內(nèi)容：對海泡石改性的探討。酸改性需要研究鹽酸的濃度，酸改性的溫度、時間，固液比；熱改性需要確定熱改的溫度與時間。用硅烷偶聯(lián)劑處理海泡石，由于其用量與海泡石比表面積有關(guān)，并且其使用方法也存在一些爭議，所以本實驗需要通過接枝實驗來確定硅烷偶聯(lián)劑的用量。通過前人對海泡石接枝的研究，得出影響接枝共聚的條件有：反應(yīng)溫度和時間、殼聚糖與海泡石的用量、引發(fā)劑的用量以及硅烷偶聯(lián)劑的用量。通過對接枝產(chǎn)物進行 IR 分析，透鏡掃描。接枝產(chǎn)物的吸附性能考察。根據(jù)試驗所研究的內(nèi)容，實驗制定了以下技術(shù)路線：圖 12 實驗研究技術(shù)路線圖 實驗工作量海泡石表面處理 ：3 件 接枝共聚反應(yīng)：11 件海泡石提純改性（提純、酸改性、熱改性）海泡石表面改性 殼聚糖殼聚糖與海泡石接枝共聚接枝產(chǎn)物分析與表征接枝產(chǎn)物吸附性能的探討傅里葉紅外光譜分析：16 件 電子掃描電鏡分析： 4 件分光光度計分析：17 件 火焰式原子吸收光譜分析：13 件差熱分析： 1 件第二章 實驗部分 實驗主要儀器設(shè)備設(shè)備名稱 設(shè)備型號 生產(chǎn)廠家電子天平 BS224S 北京賽多利斯儀器系統(tǒng)有限公司電熱恒溫鼓風(fēng)干燥機 DHG9076A 上海精密實驗設(shè)備有限公司磁力攪拌器 852 金壇市富華儀器有限公司手提式抽慮泵 AP01P 天津奧特賽斯儀器有限公司傅里葉紅外光譜儀 Tensor 27 德國布魯克光學(xué)公司掃描電子顯微鏡 S3000N 日本 HITACHI 公司紫外可見分光光度計 WFJ2100 UNICO 公司原子吸收分光光度計 AA7000 重慶儀器九廠 實驗主要試劑試劑名稱 試劑規(guī)格 生產(chǎn)廠家 C:\Progam Files\OUSa\℃.0 ℃ s 15/042934583676 2516 1801 16231436 1071 1015948687567977160100150202250300350 Wavenumber cm13040506070809010Transmitance [%] Page 1of殼聚糖 AR，脫乙?；龋?5% 成都科龍試劑廠海泡石 原礦 河南省南陽市磊寶海泡石加工有限公司乙酸 分析純 成都金誠化工試劑廠丙酮 分析純 成都化學(xué)試劑廠硝酸鈰銨 分析純 成都科龍試劑廠硝酸 分析純 成都鑫源試劑有限公司無水乙醇 分析純 成都科龍試劑廠乙二醛 化學(xué)純 成都金城化工試劑廠硝酸銅 分析純 成都科龍試劑廠 海泡石的提純改性由于天然海泡石礦品位低，雜質(zhì)含量較高，且表面酸性弱、通道小、熱穩(wěn)定性不好，這些弱點限制了海泡石的應(yīng)用。 海泡石的提純將 200g 海泡石加入到 2022ml 的燒杯中配置成懸浮液，加入一定量的H2O2，然后用電動攪拌器快速攪拌 30min，使海泡石呈高度分散狀，靜置 24h，使其雜質(zhì)與海泡石分離，去除上層泡沫，棄去下部沉渣,取中間均勻分散的懸浮液。 C:\Progam Files\OUSa\℃.0 ℃ s 15/0429143616393483687 107613801020 100150202250300350 Wavenumber cm102040608010Transmitance [%] Page 1of圖 21 海泡石提純后的紅外光譜圖海泡石原礦經(jīng)過提純后，其中的雜質(zhì)大部分被去除，但從紅外光譜圖中可以看到，經(jīng)提純后的海泡石還有一些雜質(zhì)，這些雜質(zhì)將在后面的酸改性中進一步去除。酸處理海泡石均為 H+ 取代八面體中的 Mg2+ ，并與 SiO 骨架形成 SiOH 基。改性的程度受酸的濃度、改性時間等影響。一般以 1mol/l—2mol/l 的酸濃度為宜 [810]。抽濾干燥后，研磨成粉末狀備用。圖 23 海泡石熱改性后的紅外光譜圖目前研究較多的是將海泡石預(yù)先經(jīng)過活化處理，考察其吸附性能、催化性能等。未經(jīng)酸處理的海泡石基本上無離子交換能力，而經(jīng)過酸處理的海泡石其離子交換能力增強。在海泡石改性后的紅外光譜圖中，我們可以看到在 3500cm1處為 OH 與 H2O 的伸縮振動區(qū)，1639cm 1為 H2O 的彎曲振動區(qū)。同時，通過酸改性后，某些峰吸收強度變小甚至消失，說明海泡石中的某些雜質(zhì)被去除。賦予材料以新的功能。通常采用偶聯(lián)劑或表面處理劑對海泡石表面進行有機改性。偶聯(lián)劑是兩性結(jié)構(gòu)物質(zhì)，分子中的一部分基團可與礦物表面的各種官能團反應(yīng)，形成強有力的鍵合，另一部分基團溶解，擴散于有機高分子材料的界面區(qū)域內(nèi)，并與大分子鏈發(fā)生化學(xué)鍵合或物理纏繞，它本身應(yīng)有較長的柔軟碳氫鏈，以利于消除兩界面的應(yīng)力突變，提高相界面區(qū)域吸收或分散沖擊力的緩沖能力 [11]。硅烷偶聯(lián)劑的通式為 RSi(CH)nX3，式中R 代表氨基、巰基、乙烯基、環(huán)氧基、氰基及甲基丙乙烯酰氧基等基團，X 代表能夠水解的基團，如鹵素、烷氧基、酰氧基等。從而改善生物材料的各種性能 [12]。硅烷中可水解基團 X 在水中發(fā)生水解，形成硅烷醇：X 3Si(CH2)nY + 3H2O → (HO)3Si(CH2)nY + 3HX 。硅烷水解后的OH 與礦物表面的 SiOH 發(fā)生醚化反應(yīng)，從而使有機硅烷被接枝到海泡石表面。本實驗采用 γ氨基丙基三乙氧基硅烷偶聯(lián)劑（KH550）接枝殼聚糖高分子，其發(fā)生的反應(yīng)如下：與高分子中氨基發(fā)生反應(yīng)：圖 25 硅烷偶聯(lián)劑與高分子中氨基反應(yīng)機理與高分子中羥基發(fā)生反應(yīng)：圖 26 硅烷偶聯(lián)劑與高分子中羥基反應(yīng)機理實驗制定了一固定反應(yīng)條件：在溫度為 80℃時，加入殼聚糖的量為 、海泡石的量為 ，在引發(fā)劑硝酸鈰銨的引發(fā)下反應(yīng) 2h，引發(fā)劑用量為殼聚糖質(zhì)量的 16％，硅烷偶聯(lián)劑用量為海泡石的 %。從而得出各個因素對反應(yīng)的影響，確定反應(yīng)條件。將沉淀放置在丙酮溶液中，攪拌 30min 后過濾水洗，真空干燥至恒重。稱量出接枝產(chǎn)物的質(zhì)量，按下式計算接枝率和接枝效率：接枝率=（產(chǎn)物質(zhì)量殼聚糖質(zhì)量）/殼聚糖質(zhì)量；接枝效率=（產(chǎn)物質(zhì)量殼聚糖質(zhì)量）/海泡石質(zhì)量。而實驗中加入的硝酸鈰銨是一種氧化還原引發(fā)劑，是產(chǎn)生自由基聚合反應(yīng)活性中心的物質(zhì)。在一般自由基聚合體系中,聚合溫度為40℃～100℃。利用氧化還原引發(fā)劑可降低分解活化能，從而可以使聚合反應(yīng)在較低的溫度下進行，有利于節(jié)省能源,可改善聚合物性能 [1317]。010 2 4 6 8 10亞 甲 基 藍 濃 度 （ mg/L）吸光度殼聚糖的吸附主要依靠其分子鏈上的活性基團，主要對重金屬離子發(fā)生作用，而海泡石依靠其晶體結(jié)構(gòu)吸附，所以利于兩種材料這種性質(zhì)分別考察接枝材料對染料亞甲基藍的吸附和對金屬離子 Cu2+的吸附。分別配制不同濃度的亞甲基藍溶液,用分光光度計在 665nm 處以蒸餾水為空白測定各溶液的吸光度（表 21） 。亞甲基藍的濃度吸光度標準曲線見圖 27。離心分離