克氏螯蝦殼聚糖對金屬離子吸附性能探究

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1、克氏螯蝦殼聚糖對金屬離子吸附性能探究【摘要】目的：研究克氏螯蝦殼聚糖對金屬離子的吸附性能與吸附機(jī)理。方法：采用吸附容量、吸附選擇性、吸附動(dòng)力學(xué)和吸附劑再生等試驗(yàn)方法。結(jié)果：克氏螯蝦殼聚糖對金屬離子具有較大的吸附容量；對共存金屬離子可以提高其吸附總?cè)萘浚揖哂羞x擇性的吸附特性；pH對其吸附性會(huì)產(chǎn)生較大影響，在PH5-6時(shí)其吸附容量較大；對吸附金屬離子的動(dòng)力學(xué)速度，在4h內(nèi)最快，約5h后漸趨于平衡；對吸附金屬離子具有較強(qiáng)的再生性能，可節(jié)省資源反復(fù)利用。為進(jìn)一步擴(kuò)大應(yīng)用提供了依據(jù)?！娟P(guān)建詞】克氏螯蝦殼聚糖；金屬離子；吸附性能【中圖分類號】R246【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A【

2、文章編號】1004-7484(2012)13-0114-02克氏螫蝦殼聚糖(ehitosanfromredswampcrayfish)來源于克氏螯蝦的外殼，其結(jié)構(gòu)為1,4-2-氨基-2-脫氧-B-D葡萄糖［1］,具有調(diào)節(jié)血脂［2］、血糖［3］及天然抗菌［4］的作用，應(yīng)用前景較好［5-6］,但對其吸附金屬離子的吸附性能的報(bào)道較少。本文研究了克氏螯蝦殼聚糖對金屬離子的吸附性能與吸附機(jī)理，為進(jìn)一步擴(kuò)大應(yīng)用提供依據(jù)。1材料和方法1.1材料1.1.1試劑克氏螫蝦殼聚糖由作者按文獻(xiàn)［1］方法從克氏螯蝦的外殼中提取制備，脫乙酰度為90%、平均相對分子質(zhì)量5.5X105Da

3、o硝酸鉀(KN03)、硝酸銀(AgN03)、硝酸隔(Cd(N03)2)、硝酸鉛(Pb(N03)2〕、氯化鎳(NiC12)、硫酪銅(CuS04),除AgN03和CuS04分別為上海申博化工有限公司和天津市化學(xué)試劑六?產(chǎn)品外，其余均為西安化學(xué)試劑廠產(chǎn)品。1.1.2儀器AA700型原子吸收分光光度計(jì)，由美國博金埃爾默公司生產(chǎn)，F(xiàn)A2004N型天平、PHS-3C型精密pH計(jì)、DDS-307型微數(shù)字電導(dǎo)儀均為上海精密科學(xué)儀器有限公司生產(chǎn)。1.2方法1.2.1吸附容量試驗(yàn)取100ml錐形瓶，分別加入0.02mol/LK+、Ag+、Cd2+、Pb2+、Ni2+、Cu2+溶

4、液50ml,調(diào)pHl、2、3、4、5、6,再分別各加克氏螫蝦殼聚糖50mg,置25°C、130r/min振蕩12h,過濾，取濾液作適當(dāng)稀釋，用原子吸收法測定濾液中各金屬離子的濃度。按下式計(jì)算克氏螫蝦殼聚糖的吸附容量(Q)：Q=V(CO-C)/WW-克氏螫蝦殼聚糖吸附劑的干重；co-吸附前溶液中的金屬離子濃度(mmol/L)；c-吸附后溶液中的金屬離子濃度(mmol/L)o1.2.2吸附選擇性試驗(yàn)分別配制各金屬離子濃度為0.02mol/L的三元混合物，三元組合分別為：Cd2+、Cu2+、Pb2+；Cd2+、Cu2+、Ag+；Cd2+、Cu2+、K+；Cd2+、

5、Cu2+、Ni2+四種組合。取上述各三元混合物溶液50ml,同上述吸附容量試驗(yàn)方法測定濾液中各金屬離子的濃度。按下式計(jì)算三種金屬離子共存之間的選擇性吸附系數(shù)(K)：KA/B=QA/QB；KA/C=QA/QC式中KA/B、KA/C為A與B,A與C之間的選擇性吸收系數(shù)，QA、QB、QC為克氏螫蝦殼聚糖吸附劑對A、B、C的吸附容量(mmol/L)o1.2.3吸附動(dòng)力學(xué)試驗(yàn)取100ml錐形瓶，分別加入0.02mol/LK+、Ag+、Cd2+、Pb2+、Ni2+、Cu2+溶液50ml,再分別各加克氏螫蝦殼聚糖50mg,置25°C.130r/min振蕩0.5h、lh、2

6、h、4h、6h、8h,過濾，取濾液作適當(dāng)稀釋，用原子吸收法測定濾液中各金屬離子的濃度。1.2.4吸附劑再生試驗(yàn)取出吸附后的克氏螫蝦殼聚糖，?200ml燒瓶中，加入100ml0.2mol/L的HCL攪拌24h,過濾，用去離子水洗至中性，即再生。在上述同樣條件下(pH5)做吸附金屬離子試驗(yàn)。2結(jié)杲2.1克氏螯蝦殼聚糖對金屬離子的吸附容量結(jié)果見表lo2.3克氏螫蝦殼聚糖對金屬離子吸附的動(dòng)力學(xué)性能觀察在不同時(shí)間下克氏螫蝦殼聚糖對金屬離子的動(dòng)力學(xué)吸附性能。結(jié)果見表3。2.4再生克氏螫蝦殼聚糖的吸附容量再生后的克氏螫蝦殼聚糖吸附劑色白，視其外觀與原克氏螫蝦殼聚糖無明顯變

7、化，用其再吸咐金屬離子，與首次吸附容量比較，結(jié)果見表4O3討論克氏螯蝦為地產(chǎn)吁目臺龍蝦，學(xué)名克氏原螯蝦，資源十分豐富。作者從克氏螯蝦的外殼提取純化的一種天然堿性氨基多糖，pKa為6.3,單體結(jié)構(gòu)為1,4-2-氨基-2-脫氧-B-D葡萄糖[1],經(jīng)研究具有較強(qiáng)的殺抑細(xì)菌與真菌的作用，其作用機(jī)制也有報(bào)道。為擴(kuò)大應(yīng)用范,本文研究了克氏螯蝦殼聚糖對金屬離子的吸附性能與吸附機(jī)理，為進(jìn)一步開發(fā)應(yīng)用提供依據(jù)。綜上所述，克氏螯蝦殼聚糖對金屬離子具有較大的吸附容量，對共存金屬離子可以提高其吸附總?cè)萘浚揖哂羞x擇性吸附的特性；pH對克氏螯蝦殼聚糖吸附金屬離子會(huì)產(chǎn)生較大影響，在p

8、H5-6時(shí)對金屬離子的吸附容量較大；克氏螯蝦殼聚糖吸