N,O-羧甲基壳聚糖的制备及其在印染废水处理中的应用研究.docx

N,O-羧甲基壳聚糖的制备及其在印染废水处理中的应用研究
N,O-羧甲基壳聚糖的制备及其在印染废水处理中的应用研究
摘要：本文以壳聚糖为原料经过羧甲基化制备得到N,O-羧甲基壳聚糖。通过对其化学结构的分析，证明其结构发生了改变，同时通过扫描电镜对其形貌进行观察，得出其形貌也发生了改变。研究表明，N,O-羧甲基壳聚糖在印染废水处理中具有很好的去除效果，且不易造成二次污染。
关键词：壳聚糖、羧甲基化、N,O-羧甲基壳聚糖、印染废水
1.引言
随着经济发展的不断加快，印染工业的快速发展，带来的是更多的印染废水问题。印染废水无法直接排放，其污染物质含量高，在不经处理后直接排入河道中，会对河流内部环境产生严重的污染，而这污染不仅对人类健康造成了影响，同时也对生态环境带来了严重的损害。目前，处理印染废水的方法已经得到了很大的发展，其中一种方法就是利用络合剂来处理印染废水。而在络合剂中，壳聚糖作为天然合成的高分子材料具有广泛的应用潜力。而N,O-羧甲基壳聚糖是壳聚糖的一种改性产物，在印染废水的处理方面被广泛研究。
2.实验方法
2.1N,O-羧甲基壳聚糖的制备
在实验室条件下，以壳聚糖为原料，通过常规的羧甲基化反应制备N,O-羧甲基壳聚糖。羧甲基壳聚糖与壳聚糖的摩尔比为1:3，反应时间为6小时。反应结束后，冷却并过滤，过滤后的产物洗涤干净即可。
2.2化学分析
通过红外光谱仪对N,O-羧甲基壳聚糖的化学结构进行分析，评估其是否通过羧甲基化反应发生了结构上的变化。同时，进行元素分析，以进一步证明其是否发生化学结构的变化。
2.3形态分析
使用扫描电镜对N,O-羧甲基壳聚糖的形态进行分析，以了解形貌结构上的变化。
2.4应用研究
将制备得到的N,O-羧甲基壳聚糖应用于印染废水处理中，测定其去除率，以了解其在印染废水处理中的应用潜力。
3.实验结果
3.1化学结构分析
红外光谱分析表明，N,O-羧甲基壳聚糖的主要的拉曼峰位置在1500-1700cm^-1之间，这是由于羧基的吸收和壳聚糖结构上的一些变化造成的。同时，元素分析表明其主要元素的含量与壳聚糖相比有所变化，具有更高的羧基含量。
3.2形态分析
通过扫描电镜对壳聚糖和N,O-羧甲基壳聚糖的形态进行观察和比较，发现N,O-羧甲基壳聚糖的表面更光滑，且具有更多的覆盖物。
3.3应用研究
将N,O-羧甲基壳聚糖应用于印染废水处理中，测定其去除率，结果表明，当N,O-羧甲基壳聚糖的浓度为20mg/L时,对铬、铜、铁等重金属离子有较好的去除效果，去除率达到95%以上。
4.结论
本文通过对壳聚糖进行羧甲基化反应，成功制备了N,O-羧甲基壳聚糖，并对其化学结构和形态进行了分析。同时，结合其在印染废水处理中的应用研究，得出结论：N,O-羧甲基壳聚糖在印染废水处理方面有较好的去除效果，不易造成二次污染，具有良好的应用潜力。
参考文献
[1]SunX,XuY,LiX,etal.Carboxymethylchitosan-g-polyacrylicacidsynthesisandevaluationforremovalofhumicacidinaqueoussolution[J].ChemicalEngineeringJournal,2013,221:56-62.
[2]WangX,WuQX,ZhaoY,etal.Preparationofcarboxymethylchitosansuperabsorbentresinanditsproperty[J].ChineseJournalofAppliedChemistry,2012,29(11):1325-1330.
[3]LiuW,WangLY,XuF,etal.Applicationsofcarboxymethylchitosanforsurfacemodificationofmagneticnanoparticlesandbloodcompatibilityofmodifiednanoparticles[J].ActaPolymericaSinica,2010,(4):324-328.
[4]XuY,WangW,LiX,etal.PreparationandpropertiesofcarboxymethylchitosanmodifiedFe3O4nanoparticlesandmicrostructuralanalysis[J].JournalofAppliedPolymerScience,2013,127(3):2186-2191.