改性殼聚糖研究現(xiàn)狀及在農(nóng)業(yè)中應(yīng)用展望.pdf

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1、第10期總第２44期農(nóng)業(yè)科技與裝備Ｎｏ.10ＴｏｔａｌＮｏ．２44２０１4年10月ＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅ＆ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄＥｑｕｉｐｍｅｎｔOct.２０１4改性殼聚糖研究現(xiàn)狀及在農(nóng)業(yè)中應(yīng)用展望劉時(shí)光，趙云龍（沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)土地與環(huán)境學(xué)院，沈陽100866）摘要：殼聚糖是自然界含量豐富的高分子有機(jī)物，改性后的殼聚糖被賦予更優(yōu)異的理化性質(zhì)，可廣泛應(yīng)用于土壤中的重金屬吸附。介紹并對比目前常見的殼聚糖改性方式，分析巰基酯化殼聚糖對重金屬吸附的機(jī)理，為巰基酯化殼聚糖在農(nóng)業(yè)環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用提供理論依據(jù)。關(guān)鍵詞：改性殼聚糖；重金屬；吸附；農(nóng)業(yè)環(huán)境保護(hù)；應(yīng)用中圖分類號：X703文

2、獻(xiàn)標(biāo)識碼：Ａ文章編號：1674-1161（2014）10-0072-02甲殼素是自然界資源豐富的可再生資源，每年合液中。交聯(lián)多在分子間發(fā)生，也不排除在分子內(nèi)發(fā)生，成的甲殼素有100億t之多。殼聚糖（Chitosan）是甲主要是醛基與殼聚糖的氨基發(fā)生shift堿反應(yīng)，其次殼素（Chitin）的重要衍生物，其結(jié)構(gòu)中包含—NH2才是醛基與羥基的反應(yīng)。常用的交聯(lián)劑主要有甲醛、和—OH基團(tuán)，對金屬離子具有較強(qiáng)的結(jié)合作用，且乙二醛、戊二醛等。殼聚糖交聯(lián)后形成網(wǎng)狀的殼聚糖具有無毒、可生物降解等優(yōu)點(diǎn)。但是，在酸性條件下，聚合物（殼聚糖樹脂），從而改善了殼聚糖的機(jī)械強(qiáng)殼聚糖所帶有的正電荷與金屬陽離子會產(chǎn)生

3、靜電排度。殼聚糖大分子中含大量氨基、羥基等親水性基團(tuán)，斥，導(dǎo)致配位能力減弱，影響吸附效果；而在堿性條件在水、酸性、堿性溶液中容易溶脹甚至流失，導(dǎo)致其穩(wěn)下，金屬陽離子容易生成氫氧化物沉淀，使吸附劑失定性較差；而交聯(lián)后，殼聚糖穩(wěn)定性增加。以戊二醛為去作用。因此，如何改善殼聚糖在環(huán)境治理領(lǐng)域中的交聯(lián)劑，以羧甲基殼聚糖為原料，制備陽離子型樹脂，2+應(yīng)用，是殼聚糖研究中最熱門、最活躍的課題之一。對Cu進(jìn)行吸附試驗(yàn)，結(jié)果表明：以戊二醛為交聯(lián)劑2+1接枝改性殼聚糖形成的樹脂不溶于水，同時(shí)也不溶于酸和堿；對Cu接枝改性是對殼聚糖改性的主要方式之一，它通進(jìn)行吸附，5min內(nèi)達(dá)到平衡，飽和吸附容量為92.2

4、2過改變殼聚糖的表面形態(tài)來增加有效吸附位點(diǎn)，從而mg/g，吸附后對其進(jìn)行脫洗，重復(fù)利用6次后吸附量提高改性殼聚糖的吸附能力。引入羧基后，可得到完沒有下降?？梢?，以戊二醛為交聯(lián)劑對羧甲基殼聚糖全溶于水的含陰離子的殼聚糖，改善了殼聚糖螯合重交聯(lián)后制成的樹脂，具有抗酸堿性好、吸附容量大、吸金屬離子的能力，提高了對金屬離子的吸附能力。酰附速度快、可再生、可重復(fù)使用等特性，是性能良好的化生成的產(chǎn)物種類，與催化劑種類和?；Y(jié)構(gòu)有關(guān)。陽離子交換樹脂。經(jīng)羧甲基改性后再進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)的?；茐牧藲ぞ厶巧锎蠓肿娱g的氫鍵，改變其晶體殼聚糖吸附重金屬的能力明顯提高，這是一種有效的結(jié)構(gòu)，改進(jìn)其溶解度；脫乙酰殼多糖

5、更容易發(fā)生酯化改性方法，但是很多交聯(lián)劑都具有毒性，為后續(xù)的處反應(yīng)；濃硫酸、氯磺酸、SO2及SO3磺化試劑是主要的理帶來困難?；腔噭慌c殼聚糖相比，羧甲基殼聚糖銅離子有較3巰基酯化殼聚糖強(qiáng)的絡(luò)合能力，利用等溫吸附研究羧甲基殼聚糖對污分子間氫鍵的存在，使得殼聚糖機(jī)械強(qiáng)度弱且水2+染土壤Cd的吸附作用，發(fā)現(xiàn)羧甲基殼聚糖螯合劑能解性較差，只能溶于酸性溶液中，限制了其作為高分2+提高土壤吸附Cd的解吸效率，F(xiàn)retmdlich吸附等溫子絮凝劑的應(yīng)用范圍。利用巰基對殼聚糖進(jìn)行改性，式可以描述吸附過程?？善茐臍ぞ厶窃蟹肿咏Y(jié)構(gòu)及氫鍵，同時(shí)引入重金屬2交聯(lián)改性殼聚糖離子的強(qiáng)配位基巰基—SH，得到吸附效

6、果更好的高殼聚糖可以通過雙官能團(tuán)的醛或酸酐進(jìn)行交聯(lián)，分子絮凝劑。巰基乙酸（TGA）是較為常用的對殼聚糖交聯(lián)的主要目的是使產(chǎn)物性能穩(wěn)定，不溶解于酸性溶進(jìn)行巰基引入的試劑，它是含硫有機(jī)化合物，用作制備環(huán)氧樹脂、雙酚A的催化劑，是日用化妝品冷燙精收稿日期：2014-09-06及脫毛劑的主要原料。根據(jù)Person定義的軟硬酸堿作者簡介：劉時(shí)光（1988—），男，碩士，從事環(huán)境污染控制方面研究工作。理論，TGA屬于軟堿，能與屬于軟酸的各種金屬離子２０１4年第10期劉時(shí)光等：改性殼聚糖研究現(xiàn)狀及在農(nóng)業(yè)中應(yīng)用展望73形成穩(wěn)定的螯合物，在堿性介質(zhì)中也常被用作銅、銀、直接排放，由污水灌溉農(nóng)田引起的農(nóng)業(yè)環(huán)境

7、污染情況鋅等金屬離子的掩蔽劑。TGA與殼聚糖發(fā)生酰胺反十分嚴(yán)重。目前常見的土壤中重金屬處理方法分為兩應(yīng)的過程是：首先活化劑EDC·HCl與巰基乙酸反應(yīng)類：一是直接去除土壤中的重金屬，在不改變其化學(xué)形成具有氨基反應(yīng)活性的O—?；逯虚g體，然后該形態(tài)的條件下進(jìn)行分離，具體方法有生物法、電滲析中間體再與殼聚糖氨基進(jìn)行反應(yīng)，通過酰胺鍵將巰基法、離子交換法等；二是改變重金屬在土壤中的存在引入到殼聚糖中，最后活化劑EDC·HCl被釋放出來。形態(tài)