壳聚糖交联膨润土吸附剂的研究

马 慧

（新疆众和股份有限公司乌鲁木齐830013）

壳聚糖交联膨润土吸附剂的研究

马 慧

（新疆众和股份有限公司乌鲁木齐830013）

详细介绍两种天然的吸附剂（壳聚糖、膨润土），以及将它们结合成一种新型的壳聚糖交联膨润土固体吸附剂的研究。

吸附剂壳聚糖膨润土壳聚糖交联膨润土

随着化学工业的迅速发展，各种类型化工原料的使用普及到各个行业，特别是医药、化工、电镀、印染等重污染企业，在提高企业生产效率和降低成本的同时对水资源的污染也日趋普遍,进而严重影响了人类的生活。因此,开发出合理适用的处理技术或材料来降低有机废水对自然环境及人类生活的破坏成为了一项亟不可待的任务，先后提出了物理、化学、生物等处理技术，包括分离法、吹脱法、吸附法、离子交换法、电渗析法、反渗透法、活性污泥法、生物膜法等。由于化学处理技术需要添加大批的化学试剂，容易造成二次污染，而生物处理技术难以降解有机染料，因此，吸附法成为了人们运用最为普遍的方法。吸附法主要就是利用固体吸附剂吸收分离废水中的污染物，达到去除的目的。所以,研制和开发具有良好吸附性能的吸附材料势在必行。

1 吸附剂的现状与分类

吸附剂是决定在吸附过程中污染物是否被完全降解的重要因素，其必须满足吸附能力强、吸附选择性好、吸附平衡浓度低、容易再生和再利用、机械强度好、化学性质稳定、来源广、价廉等要求。但是，工业生产过程中所使用的吸附剂很难同时满足这八个方面的要求，因此，在吸附处理过程中应根据不同的生产产物选用不同类型的吸附剂[1]。目前，工业上常用的吸附剂有：硅胶、活性氧化铝、活性炭、分子筛等，除了上述吸附剂外，还可用一些天然的矿物质和高分子化合物吸附剂，下面我们详细介绍两种天然的吸附剂（壳聚糖、膨润土），以及将它们结合成一种新型的壳聚糖交联膨润土固体吸附剂。

2 壳聚糖交联膨润土吸附剂

壳聚糖是甲壳素(Chitin)的部分脱乙酰基化产物，是一种线性分子，是一种用节肢动物的外壳提取的多糖，来源极其普遍，成为地球上仅次于纤维素的第二大生物资源[2]，由于壳聚糖大分子中含有大量活泼的-NH、-0H的反应性基团，不仅对金属离子具有螯合作用，而且对染料、蛋白质、氨基酸、核酸、酶、卤素还具有一定的吸附能力。但是由于壳聚糖几乎不溶于水的物理性质使得它的应用受到限制，因此，壳聚糖的改性成为研究的热点[3-6]，通过改性，一方面提高了壳聚糖的可溶性，另一方面可以在特定情况下引入具有实质需求作用的基团增强其性能。

膨润土是一种含水的层状铝硅酸盐矿物，由两个硅氧四面体中间夹一个铝（镁）氧八面体组成的2∶1型晶体结构，具有很大的表面积及表面能是去除染料等有机物的有效吸附材料[7]。但是由于天然膨润土具有膨胀性和悬浮性的性质，使其在水介质中易分散呈胶体状态[8]，直接用于废水的处理效果不好，在使用前必须经过转型或改性等预处理。

基于上面两种吸附剂的介绍可以知道：壳聚糖的螯合性及具有很好的生物降解性和相容性，而膨润土又具有高分散、强吸附等特性,用壳聚糖对活化处理后的膨润土进行交联,制备了一种新型、廉价的壳聚糖交联膨润土固体吸附剂。

3 壳聚糖交联膨润土吸附剂的发展前景

与壳聚糖相比较,壳聚糖交联膨润土在形态和吸附性方面都有所不同。将壳聚糖与1%醋酸、2%戊二醛溶液混合、调成稀糊、干燥后,形成交联壳聚糖，不易粉碎；交联壳聚糖对亚甲基蓝几乎没有吸附作用。壳聚糖交联膨润土的颜色比膨润土略深,呈灰白色,而且质地非常疏松,极易粉碎；壳聚糖交联膨润土固体吸附剂对亚甲基蓝的吸附能力很强。

综上所述,壳聚糖交联膨润土固体吸附剂的吸附能力显著增强，既可以用于有机废水的处理,也可以用于重金属废水的处理,还可以应用于同时含重金属和有机污染物废水的处理,去除率高、离散度高、脱色率高、降解速度快、吸附能力强、处理效果好,是一种可供选取的经济、实用、环保、可再生、廉价的吸附剂,具有广阔的应用前景。

[1]杨国华，黄统琳，姚忠良，刘明华.吸附剂的应用研究现状和进展[J].化学工程与装备，2009,6:84～88.

[2]车小琼，孙庆申，赵凯．甲壳素和壳聚糖作为天然生物高分子材料的研究进展[J].高分子通报，2008，2：45～49．

[3]朱建航，张宝，严喜鸾，等．壳聚糖／三元共聚物微胶囊的制备及表征[J]．化工学报，2006，57(1)：85～90．

[4]GaoXingshuang，LiuWanshun，HanBanqin，eta1．Preparationandpropcaicsofachitosan．basedcartierofcorneal endothelialcells[J]．JMaterSciMaterMed．，2008，19(12)：361 I-3619．

[5]ChungYangchuang，TongMingdon，WenYenchiu．Synthesisandpropertiesofchitosan—modifiedpoly(acrylicacid)[J]．JournalofAppliedPolymerScience，2008，109(5)：3382～3829．

[6]TabakciM，YilmazM．Synthesisofachitosan—linked calix[4]arenechelatingpolymeranditssorptionabilitytoward heavymetalsanddichromateanions[J]BioresourceTechnology，2008，99(14)：6642～6645．

[7]陆伟东，周家观．有机改性膨润土的制备及甲基橙废水脱色工艺研究[J].韶关学院学报·自然科学，2009，30(12)：60～63.

[8]柯扬船，皮特·斯壮.聚合物-无机纳米复合材料[M].北京：化学工业出版社，2002．

收稿：2015-04-23

10.16206/j.cnki.65-1136/tg.2015.04.028