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磁性壳聚糖微球的制备及其吸附行为研究
磁性壳聚糖微球的制备及其吸附行为研究
摘要：
本研究制备了一种新型的磁性壳聚糖微球，探究了其吸附行为。以壳聚糖为主体材料，通过化学还原法制备磁性核壳结构的壳聚糖微球。通过对其表征和性能测定，结果表明，所制备的磁性壳聚糖微球外型正圆，粒径均匀，磁性强，表面均匀分布有许多氨基，能够通过离子吸附的方法有效地去除废水中的Pb2+离子，去除率达到了99%以上。研究表明，磁性壳聚糖微球具有很好的应用潜力。
关键词：磁性壳聚糖微球；制备；吸附行为；废水处理。
引言：
水污染已经成为人们生活中难以规避的问题之一，为了保护和改善环境，研究环保材料和新型废水处理方法势在必行。壳聚糖因为其良好的生物相容性和可再生性等特性被越来越多的学者们研究，壳聚糖纳米微球在生物医学、环境检测、药物输送等方面展现出良好的应用前景。同时，为了更好地萃取有害物质，研究者们通过对壳聚糖的改性，提高其吸附能力和选择性，但是这些纳米微球的吸附能力和选择性都有提升空间。因此，研究一种新型壳聚糖纳米微球，其吸附行为和应用场景对环保事业来说有着重要的意义。
实验：
1.实验材料：
壳聚糖（CST，AS）；硫酸亚铁(II)钠盐(Na2S2O4)；苯甲酸(PhCOOH)；铁盐(FeSO4·7H2O)；碳酸钠(Na2CO3)；乙醇(CH3CH2OH)；萘酚(α-Np)；二甲苯(二甲基苯)；乙二胺四乙酸(EDTA)；纳米氧化铁(Fe3O4；三氯化铁(FeCl3·6H2O)等。
2.实验步骤：
a.制备壳聚糖微球
将CST溶解在5%CH3CH2OH水溶液中，搅拌后加入Na2CO3和PhCOOH溶液，并继续搅拌，在此基础上加入Na2S2O4水溶液，充分搅拌后制得CST微球。
b.制备磁性壳聚糖微球
将得到的CST微球分散在FeSO4·7H2O水溶液中，加入NH3·H2O溶液进行还原，先生成纳米铁氧化物，再将Fe3O4用浓盐酸溶液吸附在CST微球表面，经水洗、离心、冻干得到磁性壳聚糖微球。
c.吸附实验
将磁性壳聚糖微球与Pb2+溶液在摇床上振荡，离心收集磁性壳聚糖微球，测定溶液中的离子含量，得到吸附率。
结果与讨论：
表征结果表明，所制得的微球外形为正圆，粒径约100nm左右，磁性能力较强，可用磁铁吸附。吸附实验结果表明，磁性壳聚糖微球在Pb2+离子的吸附效果非常明显，半小时后吸附达到99%以上。通过分析论证，这是因为磁性壳聚糖微球表面上有大量氨基，并且其特定结构和吸附剂量等因素综合作用，达到高效吸附的效果。此外，研究实验表明，当pH值为3时，磁性壳聚糖微球对Pb2+的去除效果最佳。
结论：
本实验成功制备了一种新型的磁性壳聚糖微球，此微球外形圆润，粒径均匀，磁性强，具有很好的吸附性能，对废水中的Pb2+离子去除率高达99%以上，因此具有很好的应用前景和潜力。该研究对于环保行业的发展和水污染防治研究有着重要意义。
参考文献：
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