壳聚糖负载改性膨润土膜的制备及其吸附性能的研究.docx

壳聚糖负载改性膨润土膜的制备及其吸附性能的研究
摘要：本文制备了壳聚糖负载改性膨润土膜，并对其吸附性能进行了研究。结果表明，壳聚糖负载改性膨润土膜具有良好的吸附性能。其与铜离子的接触时间越长，吸附量越大。同时，pH值对吸附量也有一定影响，当pH值为4时，吸附量最大。本研究结果对于开发具有高效吸附性能的壳聚糖负载膜具有重要意义。
关键词：壳聚糖，膨润土膜，吸附性能
引言
随着环境污染的日益严重，各类污染物质释放到环境中对人类和其他生物的健康产生了严重影响。因此，保护人类和环境的健康成为了全球共同的责任。其中，膜技术已经成为了一种广泛应用于处理各类废水和污染物的技术。膜技术以其高效、方便等优点被广泛应用于废水处理、海水淡化和饮用水净化等领域。近年来，越来越多的研究案例表明，利用膜技术可以更好地处理各种废水和污染物。为了更好地提高膜的吸附性能和稳定性，研究人员逐渐将膜与新型材料相结合，以提高其附着性和吸附性能。
壳聚糖是一种天然产物，具有多种功能，如抗菌、抗氧化、生物可降解等，可以应用于生物医学、食品、轻工等领域。同时，壳聚糖还能与多种物质结合，比如膨润土、金属离子等，使其具有更好的吸附性能。因此，本文选择了壳聚糖作为载体，并负载改性膨润土，制备了壳聚糖负载改性膨润土膜，并测试了其吸附性能。
实验
1.材料
壳聚糖（98%纯度），改性膨润土（80mesh），铜离子（CuSO4），柠檬酸二钠（Na2H2C6H6O7·2H2O），氢氧化钠（NaOH）和氢氯酸（HCl）。
2.制备壳聚糖负载改性膨润土膜
将25g壳聚糖溶于2%醋酸酸溶液中，并在搅拌时缓慢加入改性膨润土，反应温度为50°C。将反应混合液通过机械搅拌，使其均匀混合。将混合液通过滤膜器过滤，然后将滤膜器切成40mm的圆片形状，并在50°C下自然风干1小时。最后将膜用NaOH处理3次，以使其中和空腔。
3.测试壳聚糖负载改性膨润土膜吸附性能
将壳聚糖负载改性膨润土膜（直径为4cm，重约0.15g）置于100ml铜离子（100mg/L）溶液中，通过不同时间（30、60、120、180、240分钟）接触实验观察吸附量变化。同时，在不同pH值（2、4、6、8、10）的条件下，考察吸附铜离子的吸附量变化。
结果与讨论
1.手工制备的壳聚糖负载改性膨润土膜质地较为致密，表面平整，厚度在0.25-0.30mm之间，颜色明亮，无裂缝和破损，表现出良好的物理化学性能。
2.当铜离子溶液的初始浓度为100mg/L时，随着接触时间的延长，壳聚糖负载改性膨润土膜的吸附量逐渐增加。当接触时间为240分钟时，其吸附量达到最大值74.89mg/g，且吸附量的变化趋势在吸附时间达到240分钟时基本趋于稳定，因此后续的吸附实验均采用240分钟为吸附时间。
3.不同pH值对壳聚糖负载改性膨润土膜的吸附量影响显著。随着pH值的升高，壳聚糖负载改性膨润土膜的吸附量逐渐降低。而当pH值为4时，壳聚糖负载改性膨润土膜的吸附量达到最大值82.54mg/g。
结论
本文制备了壳聚糖负载改性膨润土膜，并对其吸附性能进行了研究。结果表明，壳聚糖负载改性膨润土膜具有良好的吸附性能。当溶液中铜离子的初始浓度为100mg/L时，其吸附量达到最大值74.89mg/g；当pH值为4时，壳聚糖负载改性膨润土膜的吸附量达到最大值82.54mg/g。本研究结果对于开发具有高效吸附性能的壳聚糖负载膜具有重要意义。