戊二醛交聯(lián)殼聚糖膜的性能研究

王俊萍 于樹昌

臨邑縣環(huán)境保護(hù)局

戊二醛交聯(lián)殼聚糖膜的性能研究

王俊萍 于樹昌

臨邑縣環(huán)境保護(hù)局

對(duì)制備好的G-CTS膜進(jìn)行性能研究，分別對(duì)G-CTS膜的吸水性、溶脹度、抗拉伸力、比表面積等性能進(jìn)行測(cè)試，并與CTS膜進(jìn)行對(duì)比，實(shí)驗(yàn)證明經(jīng)過戊二醛交聯(lián)的G-CTS膜性能更加優(yōu)良。

G-CTS膜；抗拉伸力；比表面積；紅外

1 前言

本文利用已經(jīng)做好的戊二醛交聯(lián)殼聚糖膜(G-CTS膜)進(jìn)行性能研究實(shí)驗(yàn)，分別對(duì)G-CTS膜的親水性、溶脹度、抗拉伸力、比表面積等性能進(jìn)行測(cè)試，并與沒有經(jīng)過交聯(lián)的CTS膜進(jìn)行對(duì)比，說明戊二醛交聯(lián)的殼聚糖性能更加優(yōu)良。

2 實(shí)驗(yàn)部分

2.1 親水性和溶脹度實(shí)驗(yàn)

首先將G-CTS膜剪成三份，每一份的大小為1.6×2.0cm，再放入烘箱烘干膜片，取出之后稱量干膜的質(zhì)量，接下來將干膜放入去離子水中充分溶脹恒重，取出來用濾紙擦去水分，再測(cè)量規(guī)格、稱重，這一步驟進(jìn)行三次，最后取平均值，套用公式來計(jì)算溶脹性。

2.2 抗拉伸力實(shí)驗(yàn)

測(cè)定拉伸強(qiáng)度時(shí)按照GB1040-2006的標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行，速度為每分鐘五毫米，樣品尺寸為10×150(毫米)，夾具之間留出五十毫米距離。不同尺寸的樣品都要測(cè)量四次，取平均值套用公式計(jì)算抗拉伸強(qiáng)度:

2.3 SEM實(shí)驗(yàn)

首先利用導(dǎo)電膠固定干燥的G-CTS膜于SEM樣品座上，然后在表面噴金，最后通過掃描電鏡對(duì)G-CTS膜的形貌和粒徑分布情況進(jìn)行觀察。

2.4 FTIR試驗(yàn)

首先對(duì)殼聚糖粉末以及G-CTS膜進(jìn)行真空干燥直到其重量達(dá)到一個(gè)穩(wěn)定值，然后使用KBr壓片和WQF-410型紅外光譜儀對(duì)此進(jìn)行測(cè)試，所得波數(shù)的范圍大約在4000cm-1～400 cm-1之間。

3 結(jié)果與討論

3.1 親水性與溶脹度

表1 G-CTS膜含水率數(shù)據(jù)表

通過表1中數(shù)據(jù)可以看出G-CTS膜具有較好的吸水性，有助于溶液中Cu2+進(jìn)入吸附劑孔隙，提高吸附劑的利用率。

3.2 SEM表征分析

CTS膜和G-CTS膜的SEM電鏡掃描圖如圖1(a，b)

通過電鏡掃描圖給出G-CTS膜和CTS膜的表面形貌，可以看出，未經(jīng)過交聯(lián)反應(yīng)的CTS膜表面非常光滑，對(duì)Cu2+的吸附過程只有膜表面的氨基和羥基被利用，經(jīng)過交聯(lián)反應(yīng)后表面粗粗度略有增加，有許多微孔增加，這樣增加了比表面積，增加了氨基和羥基的利用率，有利于對(duì)金屬離子的吸附。

3.3 比表面積檢測(cè)

亞甲基藍(lán)溶液的工作曲線的繪制:

我們用六只50ml的試管，對(duì)其進(jìn)行排號(hào)標(biāo)注，第一支試管中不加入亞甲基藍(lán)標(biāo)準(zhǔn)溶液，第二支到第六支中分別加入1mL、2mL、3mL、4mL、5mL濃度為10mg/L的亞甲基藍(lán)標(biāo)準(zhǔn)溶液，并且用蒸餾水進(jìn)行定容到10mL，進(jìn)行搖勻，把蒸餾水作為對(duì)比物，在最大吸收波長(zhǎng)為662nm下用721分光光度計(jì)檢測(cè)各個(gè)試管中的吸光度值A(chǔ)。圖2為繪制的亞甲基藍(lán)的工作曲線。

按2.4方法進(jìn)行CTS膜和G-CTS膜比表面積的測(cè)定，利用圖2亞甲基藍(lán)工作曲線得出的公式計(jì)算出CTS膜和G-CTS膜的比表面積分別為:14.63m2/g和16.06m2/g，G-CTS膜的比表面積是CTS膜比表面積的1.123倍，表明改性后更有利于吸附。

圖1 CTS膜和G-CTS膜掃描電鏡圖

圖2 亞甲基藍(lán)工作曲線

圖3 CTS膜和G-CTS膜的紅外譜圖對(duì)比

3.4 FT-IR光譜分析

由上圖3可以看出，CCTS譜圖在3413cm-1左右的O-H和NH的多重吸收峰寬度有所增加，1589cm-1處伯胺N-H伸縮振動(dòng)吸收峰的位置沒有發(fā)生變化，在1377cm-1處伯胺C-N伸縮振動(dòng)吸收峰變化至1381cm-1處，1160cm-1以及1083cm-1兩個(gè)位置是C6和C3上的一、二級(jí)醇羥基的伸縮振動(dòng)吸收峰，沒有明顯的變化情況，在1644cm-1的位置上是希夫堿C=N的吸收峰，這證明了在反應(yīng)時(shí)有殼聚糖上的氨基參與反應(yīng)，而不是羥基的作用造成，而且生成了希夫堿。反應(yīng)式如下:

4 結(jié)論

a)親水性和溶脹度試驗(yàn)看出G-CTS膜具有較好的親水性，具有較好的穩(wěn)定性；

b)抗拉伸力實(shí)驗(yàn)證明本吸附劑具有較好的抗拉伸強(qiáng)度，物理性能良好；

c)SEM電鏡掃描圖看出經(jīng)過交聯(lián)反應(yīng)后，膜表面粗糙度增加，使得殼聚糖中的氨基和羥基利用率提高；

d)通過測(cè)定CTS膜和CGTS膜的比表面積，CTS膜和G-CTS膜的比表面積分別為:14.30m2/g和16.06m2/g，可以看出經(jīng)過交聯(lián)反應(yīng)后，比表面積略有增加，為CTS膜的1.123倍，驗(yàn)證了SEM電鏡圖的正確性，提高了比表面積，有利于對(duì)金屬離子的吸附；

e)通過傅里葉紅外光譜圖，可以看出交聯(lián)反應(yīng)是在氨基基團(tuán)上發(fā)生的，而羥基未參與交聯(lián)反應(yīng)。

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10.16767/j.cnki.10-1213/tu.2017.11.001

王俊萍漢族1975年9月出生女山東省德州市工程師本科研究方向:水處理劑于樹昌漢族，男，1979年11月出生山東省德州市工程師碩士研究方向:水處理劑