甲殼素類樹脂物理性質(zhì)和制備方法

時(shí)間：2023-03-24 12:58:05來源：food欄目：食品快速檢測閱讀：

甲殼素類樹脂物理性質(zhì)和制備方法

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[物理性質(zhì)]甲殼素(chitin)也稱殼多糖、聚乙烯胺基葡萄糖，是N-乙酰-2-氨基-2-脫氧-D-葡萄糖以β-1，4糖苷鍵形式連接而成的多糖，廣泛分布于自然界甲殼綱動(dòng)物(蝦、蟹、昆蟲)的甲殼、真菌(酵母、霉菌)的細(xì)胞壁和植物的細(xì)胞壁中。

甲殼素具有無毒、無味、耐堿、耐熱、耐曬、耐腐蝕、不畏蟲蛀等特點(diǎn)，因此可廣泛應(yīng)用于紡織、印染、食品、醫(yī)藥、化妝品、污水處理等領(lǐng)域，尤其是在水處理中的應(yīng)用力較廣泛，可用作吸附劑、絮凝劑及分離膜材料等，用于染料廢水的脫色，飲用水的凈化，重金屬離子的回收等，是一種性能優(yōu)良、開發(fā)應(yīng)用前景廣闊的新型水處理材料。

[制備方法]在甲殼素的實(shí)際應(yīng)用過程中，需對(duì)甲殼素進(jìn)行化學(xué)修飾，使其成為應(yīng)用價(jià)值高的多功能系列衍生物。

①N，O-羧甲基殼聚糖是水溶性的兩性化合物。其制備方法為：在10L的燒杯中加入200g的殼聚糖，再計(jì)入2000mL的異丙醇，在一定溫度下攪拌20min。再將一定濃度的氫氧化鈉分?jǐn)?shù)次加入到燒瓶中，繼續(xù)攪拌45min。然后，再分?jǐn)?shù)次加入一氯乙酸240g，待反應(yīng)物加熱保溫3h后，加入蒸餾水170mL。用pH計(jì)測定反應(yīng)液pH值，添加有機(jī)酸調(diào)節(jié)pH值到7.0。過濾反應(yīng)混合物，并經(jīng)多次洗滌過濾，收集產(chǎn)品并真空干燥，最后可得N，O-羧甲基殼聚糖。

②溴化鉀殼素在5L的燒杯中加入100g的甲殼素粉末，400mL40%的NaOH溶液，使甲殼素粉末呈懸浮狀。在一定溫度下反應(yīng)1h，并放置20h。然后加入200mL的異丙醇進(jìn)行反應(yīng)。隨后加入1700mL的溴化物和痕量碘繼續(xù)反應(yīng)24h。在一定溫度下再經(jīng)過48h反應(yīng)后，過濾產(chǎn)品并充分水洗，烘干得溴化甲殼素，其收率為69%。

③堿性甲殼素/殼聚糖在5L的燒杯中加入200g的甲殼素粉末，800mL 40%的NaOH溶液(內(nèi)有添加劑)在一定溫度下放置1h后，并在-20℃條件下保持24h，即可得堿性甲殼素。

堿性殼聚糖的制備方法：將甲殼素加入40%的氫氧化鈉溶液中，在100～190℃的蒸汽作用下維持30～270min，即可制成。

[應(yīng)用]

①吸附金屬離子

實(shí)例1：甲殼素吸附水中溶解的Cr(VI)離子。水溫30℃，pH=2，離子強(qiáng)度5mmol/L的條件下，甲殼素對(duì)Cr(VI)的最大吸附量為13.1mg/g。甲殼素對(duì)Cr(VI)的吸附主要是游離氨基靜電吸附Cr2O72- ，且吸附符合Langmuir吸附等溫線。

實(shí)例2：菌絲體甲殼素去除水體Ni2+。甲殼素作為水處理劑，在較大pH值變化范圍內(nèi)，對(duì)Ni2+與檸檬酸鎳都有較高的吸附容量。甲殼素在吸附金屬離子的同時(shí)，對(duì)H+有吸附作用，且H+是金屬離子的競爭性抑制劑。將甲殼素與市售吸附樹脂相比，其對(duì)陽離子(Ni2+)和絡(luò)合陰離子[檸檬酸鎳Ni(cit)2-]的吸附特性類似于陽離子交換樹脂。同時(shí)，甲殼素不會(huì)帶來二次污染，是一種具有廣泛應(yīng)用前景的環(huán)保型工業(yè)水處理劑。

②處理某些廢水甲殼素為載體吸附金屬Ni2+處理含氰廢水。甲殼素吸附金屬離子(Ni2+)作為載體催化氧化處理含氰廢水是可行的，氰化物去除率為99%以上。吸附了Ni2+的甲殼素做載體催化氧化處理含氰廢水較佳的工藝條件為:廢水的pH值為8.0～9.0，空氣流量為4.5L/min，Ni-甲殼素與廢水質(zhì)量比為1.2×10-3，反應(yīng)時(shí)間3h。經(jīng)重復(fù)試驗(yàn)在該工藝條件下，氰化物的去除率可達(dá)99.4%。

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