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壳聚糖复合材料及金属铬离子的吸附


J IAN GS U U N IVER SITY 本 科 毕 业 论 文 壳聚糖复合材料的制备及其对 Cr6+ 的 吸附性能 Preparation of chitosan composite with highly efficient sorption capability on Cr6+ 学院名称: 材料科学与工程学院 专业班级: 高分子 1101 班 学生姓名: 田原 吴述平 讲师 指导教师姓名: 指导教师职称: 2015 年 6 月 江苏大学学位论文 摘要 本论文制备了壳聚糖-半纤维素-nanoTiO2 复合材料和并研究了该壳聚糖复合 材料对金属离子 Cr6+的吸附作用。壳聚糖是自然界唯一存在的碱性阳离子多糖, 由于它具有抗菌、无毒、生物相容性和可生物降解等优点而广泛应用于医药、食 品、化妆品、农业、环保和纺织等领域,通过对其结构进行化学修饰,可获得兼 具天然高分子固有特性和人为设计的物化性质的功能新材料。 利用壳聚糖分子链 上自由氨基与半纤维素分子链上末端还原羰基发生席夫碱反应生成交联网络结 构, 然后与经表面活性剂十二烷基硫酸钠改性纳米二氧化钛进行复合,从而构建 出高效吸附材料。采用红外光谱(FT-IR)、热重分析(TGA),扫描电子显微 镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)研究复合材料的结构和性能,同时探讨 了复合材料对重金属离子 Cr6+的吸附功能, 考察了 pH, 温度, 时间等因素对 Cr6+ 吸附的影响。结果表明壳聚糖-半纤维素-nanoTiO2 复合材料具有高度多孔结构, 较大的比表面积和高效吸附能力。Langmuir 模型证明该复合杂化材料的重金属 吸附为单分子层吸附, 而 Freundlich 参数 n 表明该杂化材料对金属离子在高浓度 的条件下吸附更加有利。 热动力学参数证明吸附过程是自然发生和吸热的,而且 为准二级动力学模型表明化学吸附为离子扩散控制步骤。吸附-解吸附实验表明 该复合材料是一种可循环再生、高效、可选择性吸附的优良候选者,有望在废水 处理和重金属污染的土壤修复等领域得到广泛的应用。 关键词:壳聚糖 半纤维素 金属离子吸附 复合材料 I 江苏大学学位论文 Abstract In this paper, chitosan - hemicellulose -nanoTiO2 composites are fabricated. At the same time, the adsorption of the chitosan composite materials on metal ions Cr6+ is studied. Chitosan is the unique natural cationic polysaccharide, which has been widely used in the fields of medicine, food, cosmetics, agriculture, environmental protection and textile due to its antibacterial, non-toxic, biocompatible and biodegradable. The function materials was obtained via chemical modification according to the characteristics of natural polymer intrinsic properti

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