殼聚糖改性與在水處理方面的應(yīng)用

1、文獻(xiàn)檢索與科技論文寫作作業(yè)殼聚糖的改性在水處理中的應(yīng)用進(jìn)展年 級(jí)：學(xué) 院：專 業(yè)： 高分子材料學(xué)生：學(xué) 號(hào)：指導(dǎo)教師：0引言殼聚糖是性能優(yōu)異、應(yīng)用廣泛且具有開發(fā)價(jià)值的天然高分子絮凝劑。雖然在 應(yīng)用中有一些不足，但可以通過物理或化學(xué)改性來提高其性能，拓展其應(yīng)用圍。 本文主要介紹殼聚糖改性后在水處理中的應(yīng)用進(jìn)展。1殼聚糖的改性在飲用水處理中的應(yīng)用從對(duì)氟離子的吸附及對(duì)濁度的降低介紹改性殼聚糖的應(yīng)用效果；2殼聚糖的改性在工業(yè)廢水中的應(yīng)用2.1 印染廢水從對(duì)偶氮染料的吸附及對(duì)陽離子染料的吸附介紹改性殼聚糖的應(yīng)用；2.2 重金屬離子主要從對(duì)銅離子、對(duì)鎳離子的吸附；對(duì) U(f、Th4+的吸附及對(duì)Cr(VI)

2、的吸附, 來介紹改性殼聚糖的應(yīng)用；2.3 造紙廢水主要介紹接枝改性殼聚糖和殼聚糖微球?qū)υ旒垙U水的處理效果；3殼聚糖的改性在城市污水和海水中的應(yīng)用主要介紹改性殼聚糖對(duì)SS濁度、BOD5及 COD等的處理效果；4結(jié)語與展望介紹目前的改性研究情況及未來研究的方向。5參考文獻(xiàn)殼聚糖的改性在水處理中的應(yīng)用進(jìn)展大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院14級(jí)高分子材料專業(yè)馬舒顏摘要：本文闡述了殼聚糖絮凝劑改性后在水處理方面的應(yīng)用進(jìn)展，著重說明 其在重金屬離子處理、印染廢水處理中的應(yīng)用。殼聚糖絮凝劑在水處理中應(yīng)用極 廣，環(huán)境友好，從可持續(xù)發(fā)展角度來看有著巨大的發(fā)展?jié)摿脱芯恳饬x。關(guān)鍵詞：殼聚糖的改性絮凝水處理0引言水是人類生存

3、最基本的需求，傳統(tǒng)的水處理劑會(huì)在水中有殘留，對(duì)人體健康 及環(huán)境造成危害。因此，兼具環(huán)境友好、可再生、來源廣泛的綠色水處理劑備受 關(guān)注。而殼聚糖就是性能最為優(yōu)異的的天然高分子材料之一。殼聚糖是由自然界廣泛存在的甲殼素經(jīng)過脫乙酰作用得到的，又稱脫乙酰甲 殼素，一般而言，甲殼素的N-乙?；撊?5%以上就可稱為殼聚糖，其分子式為 GHiNQN。殼聚糖結(jié)構(gòu)中含有大量活潑的氨基和羥基，在酸性溶液中能形成陽離 子型聚電解質(zhì)，有良好的絮凝作用；且可通過表面侵蝕、酶降解、溶解等多種降 解方式進(jìn)行可控性降解，無毒副作用；同時(shí)還具有很好的生物相容性、吸附性、 吸濕性、成膜性、抵抗免疫反應(yīng)性和抗菌性等，廣泛應(yīng)用于造

4、紙、紡織、制革、 工業(yè)廢水處理；在醫(yī)藥、食品保健品等領(lǐng)域也發(fā)揮著巨大的作用。因此，殼聚糖 是一種用途廣泛且富開發(fā)價(jià)值的天然高分子絮凝劑。然而，殼聚糖在實(shí)際應(yīng)用中還存在一些不足，譬如：化學(xué)性質(zhì)不活潑、溶解 性較差、分子量相對(duì)較低等，在一定程度上限制了它的使用圍。但因其結(jié)構(gòu)中含 有羥基、乙?；桶被裙倌軋F(tuán)，故可以利用烷基化、酯化、接枝、交聯(lián)等改性 方法來改善殼聚糖的性質(zhì)，提高其性能，從而拓展應(yīng)用圍，得到更大的利用空間。1殼聚糖的改性在飲用水處理中的應(yīng)用飲用水的處理，目的是將水處理為對(duì)人體有生物安全性和化學(xué)安全性的水， 同時(shí)水的濁度、色度、硬度、氣味等給人的感受要好 。殼聚糖因其天然、無毒、 安全

5、性，在飲用水處理中顯示了其獨(dú)特的優(yōu)越性。殼聚糖特有的分子結(jié)構(gòu)，可有 效去除水中的懸浮物、有機(jī)物、顏色和氣味，可降低水中COD含量并減少水中毒副物質(zhì)的產(chǎn)生；此外，殼聚糖可以有效吸附去除飲用水中重金屬及其藻類物質(zhì)； 還可以去除無機(jī)絮凝劑處理后殘留的鋁離子，且能一定程度上抑制水中微生物的 繁殖和生長(zhǎng)，從而具有一定的殺菌作用2。我國(guó)是世界上地方性氟中毒較嚴(yán)重的國(guó)家之一。氟離子是人體不可或缺的微量元素之一，飲用水中氟離子含量在0.4mg/L0.6 mg/L時(shí)對(duì)人體有益，國(guó)家衛(wèi)生飲用水標(biāo)準(zhǔn)要求氟的含量不能超過1.0mg/L3。氟含量超標(biāo)對(duì)人體傷害極大，若長(zhǎng)期飲用，不僅會(huì)對(duì)人體的軟組織和硬組織造成損傷，還可

6、能會(huì)導(dǎo)致患者骨骼變 形等。因此，去除或控制飲用水中的氟的含量十分重要。梁鵬等以殼聚糖為基體，首次利用成本較低的高Lf+稀土改性片狀殼聚糖，得到新型除氟劑CR針對(duì)片狀殼聚糖使用性能不穩(wěn)定、不易與介質(zhì)分離等缺陷， 采用反相懸浮法合成了 La3+和高La3+稀土改性殼聚糖樹脂（CLB和CLRB ,吸附飽 和容量分別為 6.01mg/g,3.34mg/g °FTIR表明CLB和CLRBT者結(jié)構(gòu)中形成了 N-La3 +配位鍵和N-高La3+稀土配位鍵，使熱穩(wěn)定性較不含稀土樹脂得到了較大提高。為了進(jìn)一步提高稀土改性殼聚糖樹脂的利用效率，研究制得稀土改性磁性殼聚糖樹脂MCLBffi MCLRB它們

7、的吸附飽和容量分別可達(dá) 20.53mg/g和22.35mg/g。幾種 除氟劑應(yīng)用于模擬高氟飲用水除氟時(shí)，都能取得了良好的效果。與傳統(tǒng)除氟劑相比，稀土改性殼聚糖除氟劑具有吸附容量高、吸附速率快、成本低廉、可多次重 復(fù)利用且使用性能穩(wěn)定等特點(diǎn)，有望進(jìn)一步推廣使用。夏紅等采用稀土鈰對(duì)殼聚糖進(jìn)行改性成球，經(jīng)戊二醛交聯(lián)后制得新型除氟吸 附材料稀土鈰改性殼聚糖微球（CeCh）, CeCh在吸附平衡時(shí)吸附量為 0.268mg/g， 是殼聚糖未改性前的6.06倍，可見改性后的CeCh可以顯著提高氟離子的吸附效 果，可用于對(duì)水中氟離子進(jìn)行脫氟處理。徐美等采用硝酸鑭改性殼聚糖的方法，制備新型除氟劑 （La-CTS

8、）吸附水中 氟離子，確定最佳條件為：氟離子初始濃度為8.16 mg/L時(shí)，pH值為6,溫度為20 C,吸附劑用量為0.7 g，吸附時(shí)間為160 min時(shí)，吸附達(dá)到平衡，除氟率達(dá) 98.3%。R.Fabris等人研究發(fā)現(xiàn)，使用殼聚糖作為混凝劑，去除飲用水濁度的效果遠(yuǎn) 遠(yuǎn)超過其他的無機(jī)混凝劑，與此同時(shí)還可以有效的減少消毒劑（如 CI2 ）的用量， 降低消毒時(shí)副產(chǎn)物的生成量。2殼聚糖的改性在工業(yè)廢水中的應(yīng)用2.1 對(duì)于印染廢水的處理印染廢水是加工棉、麻及其混紡產(chǎn)品為主的印染廠排出的廢水，我國(guó)沿海地 區(qū)日益嚴(yán)重的印染廢水已經(jīng)極度惡化了海洋生物的生存環(huán)境。染料廢水由于其高 COD高色度、有機(jī)成分復(fù)雜、微

9、生物降解程度低等諸多特點(diǎn)，一直以來，印染廢 水都是最難以處理的工業(yè)廢水之一 8-9。吸附作為目前應(yīng)用最為廣泛的印染廢水脫色方法之一，具有工藝流程與操作 簡(jiǎn)單、投資小、能耗低、環(huán)保、處理量大、 脫色率高、無需添加其他化學(xué)藥品且 吸附劑有望再生和重復(fù)使用等優(yōu)點(diǎn)10-11 ,特別適用于吸附脫除不能生物降解的染 料。近年來，針對(duì)染料廢水吸附法的研究主要集中在尋找新型廉價(jià)且環(huán)保的吸附 劑上，使印染廢水的處理在安全經(jīng)濟(jì)的同時(shí)，減少染料在環(huán)境中的積累。殼聚糖是一種可吸附水體多種污染物的天然高分子材料，已被廣泛應(yīng)用于廢 水處理的研究中。但它存在一些缺陷，譬如：機(jī)械強(qiáng)度低、酸穩(wěn)定性低、孔隙率 低等，這些都限制了

10、其在水處理中的的應(yīng)用圍與潛力。但是我們可通過物理改性 和化學(xué)改性法對(duì)殼聚糖的性能進(jìn)行改善，從而擴(kuò)展其應(yīng)用圍，有效吸附水中污染 物。關(guān)于吸附偶氮染料的研究有如下進(jìn)展：Wu等制備了多孔殼聚糖-三聚磷酸鹽球，與非多孔殼聚糖-三聚磷酸鹽球相比，多孔球的比表面積顯著增大，對(duì)水 溶液中CiT的最大吸附容量為208.3 mg/g，吸附速率更快，吸附性能更強(qiáng)。Rego等：13：采用流涎法制備了殼聚糖膜并用于去除水溶液中的偶氮染料，與文獻(xiàn)中報(bào)道的其他形態(tài)殼聚糖：1幻相比較，該殼聚糖膜對(duì)檸檬黃和莧菜紅的吸附容量分別為 413.8 mg/g和278.3 mg/g,吸附性能大大提高，且吸附過程完成后，該膜很容易 從水

11、溶液中分離，可將其投入工業(yè)化應(yīng)用中。麗等15以氧化石墨烯（GO）和殼聚糖（CS）為前體物，以乙二胺四乙酸二鈉 （EDTANa）為表面改性劑，制備了一種新型改性氧化石墨烯 /殼聚糖功能材料（GEC） 并將此材料作為吸附劑用于水中剛果紅（一種典型的偶氮染料）的吸附去除，GEC對(duì) 水中剛果紅具備良好的吸附能力，且在pH =212的圍都具有較佳的吸附效果。根據(jù)Langmuir模型計(jì)算得到 GEC室溫條件下最大吸附量為175.43mg/g。用2mol/LNaOH溶液在60C水浴條件下對(duì)GEG1行脫附再生實(shí)驗(yàn)，在重復(fù)循環(huán)利用 6 次后，GEC對(duì)剛果紅的吸附量?jī)H下降了 5.89 %，剛果紅的去除率仍保持在

12、88%以 上。以上結(jié)果表明，GEC適合作為一種有效的吸附劑去除水中剛果紅。Chatterjee等采用浸漬法制備了殼聚糖/碳納米管凝膠球，以該凝膠球作 為吸附劑吸附水溶液中的剛果紅。所制備殼聚糖 /碳納米管凝膠球?qū)偣t的吸附 等溫線更符合L型模型，最大吸附容量為450.4 mg/g。對(duì)于陰離子、陽離子染料的吸附劑多采用對(duì)殼聚糖進(jìn)行化學(xué)改性。殼聚糖分 子中包含的氨基、羥基等活性官能團(tuán)有利于其進(jìn)行化學(xué)改性，通過化學(xué)改性可獲 得一系列性能優(yōu)良的殼聚糖衍生物，而殼聚糖的基本結(jié)構(gòu)不會(huì)改變。這種改性可 以增加殼聚糖在酸性介質(zhì)中的機(jī)械強(qiáng)度和化學(xué)穩(wěn)定性，提高其吸附性能。殼聚糖 的化學(xué)改性主要包括交聯(lián)、浸漬、和

13、接枝等方法。Kyaw等北分別以三聚磷酸鹽和 環(huán)氧氯丙烷為交聯(lián)劑制備了交聯(lián)殼聚糖球并將其用于去除溶液中的陰離子和陽離 子染料。隨著染料溶液pH的下降，該球?qū)θ玖系奈饺萘匡@著增加。在pH為4,吸附時(shí)間為60min,吸附劑用量為3.5g時(shí)，三聚磷酸鹽交聯(lián)殼聚糖球?qū)﹃庪x子染 料的去除率（87.2%）高于環(huán)氧氯丙烷交聯(lián)殼聚糖球（81.9%）。在同等pH條件下，兩種交聯(lián)殼聚糖球?qū)﹃栯x子染料的去除率均低于50%田秀枝等人18在酸性條件下將氨基離子化，然后用一步自由基聚合法將長(zhǎng)脂肪鏈的乙烯基單體一一新壬酸乙烯酯（VNA接枝到CTS上，制備得到VNS- CTS 新型染料吸附劑。該合成方法簡(jiǎn)單易操作，制備成本低

14、，無二次污染。相對(duì)于其 他殼聚糖衍生物，VNS-CTSS低接枝率的情況下，就具有很強(qiáng)的疏水性和耐酸穩(wěn)定 性，并且其低接枝率使CTS的相對(duì)含量更高，對(duì)染料具有更強(qiáng)的吸附能力。2.2 對(duì)于水中重金屬離子的處理隨著工業(yè)和城市中生活污水、廢水的大量排放，水體中含銅等重金屬離子明顯 增多，而銅廢水影響水生植物的光合作用，能夠致癌、致畸、危害人類健康，使 人們賴以生存的生態(tài)環(huán)境日益惡化，因此對(duì)重金屬污染水的治理具有十分重要的 意義19-21。吸附法作為一種傳統(tǒng)的水處理技術(shù)，在工業(yè)廢水中應(yīng)用較廣，其常用的吸附 劑有活性炭、膨潤(rùn)土、殼聚糖、沸石、黏土和生物吸附劑等，其中的殼聚糖因分 子中含有的氨基和羥基，能通

15、過氫鍵、鹽鍵、螯合等作用對(duì)重金屬離子進(jìn)行物理 和化學(xué)吸附，同時(shí)殼聚糖還具有可生物降解及低毒性能，因此常作為重金屬離子 及其他有害物質(zhì)的吸附劑22。但是，殼聚糖有易溶脹、可溶于稀酸等特性，且力 學(xué)性能較差，故很難直接應(yīng)用于廢水中重金屬污染的去除，通常需要通過物理或 化學(xué)改性對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化。韓小茜等23用正硅酸四乙酯（TEOS修飾FeH表面，并將其與經(jīng)4氯苯基 異氰酸酯改性的殼聚糖通過六亞甲基雙異氰酸酯（HDI）連接，制得功能化Fe3QSiO-殼聚糖磁性微球（磁性微球 C），采用掃描電鏡、傅里葉紅外光譜儀等手段對(duì)其 進(jìn)行表征，考察了所得磁性微球 C對(duì)CiT的吸附性能。結(jié)果表明：所得磁性微球 C 平均

16、粒徑520nm左右、分散性好，對(duì) CiT吸附在30min達(dá)到平衡，在吸附劑用量 為0.1g，CiT濃度為0.02mol/L，pH= 5時(shí)，吸附量可達(dá)到55.46mg/g，吸附等溫 數(shù)據(jù)既符合Langmuir模型，也符合Freundlich模型。黨明巖24等采用Cu（H）離 子為印跡離子，以殼聚糖為原料，甲醛為預(yù)交聯(lián)劑，環(huán)氧氯丙烷為交聯(lián)劑，通過 微波法制備出改性殼聚糖吸附劑?？疾炝撕铣蛇^程中操作條件對(duì)吸附劑吸附性能 的影響。結(jié)果表明，當(dāng)殼聚糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6% 17.4mL甲醛、8.76mL環(huán)氧氯丙烷、 酸化t為i0h、B溫度為70r時(shí)，所得Cu（n）印跡交聯(lián)殼聚糖吸附劑對(duì) Cu（n） 的吸附容量高

17、達(dá)3.466mmol/g ;在混合金屬離子溶液中，該吸附劑對(duì)Cu（H）表現(xiàn)出較強(qiáng)的吸附選擇性。隨著新材料和高新技術(shù)的不斷發(fā)展，金屬鎳被廣泛應(yīng)用于電鍍、催化、電池 以及功能材料等領(lǐng)域。鎳的大量使用不僅加快了鎳資源的消耗也對(duì)生態(tài)環(huán)境造成 嚴(yán)重污染，長(zhǎng)期飲用被鎳污染的水和食物會(huì)引發(fā)鼻癌、肺癌、白血病、心肌梗塞、中風(fēng)和尿毒癥等疾病。尚秀麗等25用丙烯酰胺改性，工藝簡(jiǎn)單且提高了殼聚糖對(duì) Ni2+的吸附能力，以改性的殼聚糖做吸附劑處理含鎳廢水，不造成二次污染，具 有良好社會(huì)效益。吸附實(shí)驗(yàn)表明，改性殼聚糖的最佳用量為0.25g、吸附時(shí)間為60min，Ni2+在殼聚糖表面的吸附率隨溫度升高而增大。在最佳條件下

18、，改性殼聚 糖對(duì)廢水中Ni2+的吸附過程符合準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型。環(huán)境中的鈾、釷主要來源于核燃料生產(chǎn)、礦石加工及煤發(fā)電等，鈾、釷等的 放射性污染嚴(yán)重威脅人類健康。殼聚糖具有親水性、生物相容性和可降解性，對(duì) UQ2+、Th4+等多種離子均有良好的吸附性能，是一種環(huán)境友好的吸附劑，其吸附機(jī) 理包括配位絡(luò)合、離子交換及靜電吸引等。但殼聚糖由于氨基質(zhì)子化易溶于酸性 介質(zhì)，且機(jī)械強(qiáng)度低，雖然通過交聯(lián)可提高化學(xué)穩(wěn)定性，但交聯(lián)(尤其是氨基位 的交聯(lián))會(huì)使吸附容量下降。而利用氨基(Lewis堿)改性可提高殼聚糖樹脂中功 能基含量，從而改善其對(duì) U(f、Th4+(Lewis酸)的吸附性能。鄒洪斌等四先利 用水相/有

19、機(jī)相(W/Q反相乳液體系原位制備磁性殼聚糖樹脂，再經(jīng)三乙四胺接 枝改性，制備氨基化磁性殼聚糖樹脂(TETA-MCb TETA-MC具有氨基含量高，易 于磁分離的優(yōu)點(diǎn)，可有效吸附 Th(IV)。傅立葉變換紅外光譜儀(FIIR )分析表明， TETA-MC中的氨基、羥基可與Th(IV)形成O,N-Th(IV)絡(luò)合物。吸附過程為自發(fā)吸 熱過程，吸附動(dòng)力學(xué)符合準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型。吸附等溫線分別用Lan gmuir、Freundlich 和Tempkin模型擬合，其中Langmuir模型擬合最好，在25°C時(shí)，Th(IV) 的最大吸附容量可以達(dá)到133.3mg/g。此外，研究發(fā)現(xiàn)TETA-MCS

20、利用 0.2mol/LHNQ-0.1mol/LEDTA脫附再生，可重復(fù)使用多次，經(jīng)濟(jì)環(huán)保。Cr(VI)廣泛應(yīng)用于冶煉、皮革、電鍍、印染、油漆、金屬礦山和石油化工等 行業(yè)，CrQ2-、HCrQ_和等進(jìn)入環(huán)境后，具有較高毒性和致癌致畸性。因此 研究去除水相中的Cr(VI)具有重要意義。艷秋等27通過表氯醇(ECH)、乙二醇二縮 水甘油醚(EGDE和戊二醛(GLA)對(duì)殼聚糖-納米鐵(chitosan nanoscale zerovale nt iron ，CS-NZV )進(jìn)行表面改性，提高了其機(jī)械強(qiáng)度。研究在不同的 初始pH值、反應(yīng)溫度、NZVI投加量、Cr(VI)初始濃度條件下，改性前與后的 CS

21、-NZVI球?qū)θコ鼵r(VI)效果和動(dòng)力學(xué)的影響。結(jié)果表明：4種CS-NZVI球?qū)r(VI) 的去除率和Kobs與NZVI投加量和反應(yīng)溫度成正比，與初始pH值和Cr(VI)初始濃 度成反比。其中 GLA-CS-NZVI球?qū)λ蠧r(VI)的去除效果最好。4種CS-NZVI球 去除Cr(VI)的機(jī)理為：在前0.5min，物理吸附作用將Cr(VI)吸附在球表面并有部 分被還原為Cr(III)，然后化學(xué)還原作用起主導(dǎo)作用。2.3 對(duì)于造紙廢水的處理造紙廢水排放量大、色度深、有機(jī)污染物含量高，而且在造紙工業(yè)制漿過程 中，只利用原料中的纖維部分，其余約一半左右原料有機(jī)物被溶解成廢液排掉， 造成環(huán)境污染

22、和資源浪費(fèi)。絮凝劑在造紙廢水的處理過程中起著關(guān)鍵的作用。殼 聚糖是資源豐富的一種天然高分子絮凝劑，分子鏈上分布著許多氨基、羥基以及 N-乙?；然钚曰鶊F(tuán)，可生物降解、可再生。但因其陽離子性較弱，對(duì)雜質(zhì)的吸 附能力不夠，適用的pH值圍也較窄等特點(diǎn)，限制了其在廢水中的應(yīng)用。寧28通過水溶液聚合法將丙烯酰胺（AM）和甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨（DMC接枝到殼聚糖大分子鏈上，確定了較佳反應(yīng)條件為：聚合溫度為50C，殼聚糖脫乙酰度為86%引發(fā)劑濃度（單體總量）為 0.06%，單體投加順序?yàn)橄?AM后 DMC此時(shí)具有較佳的接枝效率 87%紅外光譜、X射線衍射光譜及掃描電鏡譜圖 結(jié)果表明，共聚反應(yīng)有效進(jìn)行

23、并制備了新的 CTS-AM-DM接枝共聚物，這種產(chǎn)物使 造紙廢水中透光率得到提高，COD-（Cr）得到一定的降低，也使紙強(qiáng)度得到很大增 強(qiáng)。通過對(duì)CPAM和聚硫酸鐵（PFS）-CPAM復(fù)合絮凝劑以及CTS-CPA復(fù)合絮凝劑處 理廢水進(jìn)行比較，結(jié)果表明：當(dāng) pH為6時(shí)，在100mL造紙廠廢水中投加0.6mL質(zhì) 量分?jǐn)?shù)為1%勺PFS和12mg CPAMT合絮凝劑，COD-（Cr）值降到8mg/L,是同條件 下效果最好的。而且從處理廢水的綜合效果來看復(fù)合絮凝劑的效果比單一絮凝劑 的效果好。采用反相懸浮法制備交聯(lián)殼聚糖微球， 再與a -酮戊二酸反應(yīng)生成Schiff堿, NaBH還原制得的改性CTS微球

24、，其耐酸性能、吸附性能和重復(fù)使用性能等明顯優(yōu) 于未改性的CTS a -酮戊二酸改性CTS微球可望用于水中2，4-DNP的快速去除。 3殼聚糖的改性 在城市生活污水和海水中的應(yīng)用殼聚糖絮凝劑可強(qiáng)化處理城市生活污水，這方面的研究結(jié)果表明，有機(jī)絮凝 劑與無機(jī)絮凝劑復(fù)合使用，尤其是殼聚糖（或PAM與硫酸鐵（或聚合氯化鋁）的復(fù)合 強(qiáng)化效果最好。對(duì)SS和濁度的去除率達(dá)85 %，其中強(qiáng)化去除率超過75% COD勺 去除率為72.5 %，其中強(qiáng)化去除率為 63.8%, BOD5的去除率為56. 4 %，其中強(qiáng) 化去除率為43. 5%強(qiáng)化效果明顯。膨潤(rùn)土被用于處理赤潮生物及海水中的 COD"， 周慈由

25、等研究認(rèn)為殼聚糖可以提高膨潤(rùn)土的絮凝速率和去除率，同時(shí)可以緩沖介 質(zhì)pH值變化。翁益明等30以乙二醛為偶聯(lián)劑作用竹炭負(fù)載殼聚糖制備復(fù)合吸附劑，用掃描 電子顯微鏡（SEM和FIIR對(duì)其特性進(jìn)行表征，并進(jìn)行生活污水吸附試瞼。結(jié)果 表明：通過SEM和 FIIR圖譜分析，經(jīng)乙二醛偶聯(lián)作用，使殼聚糖負(fù)載于竹炭上， 并形成絲狀物質(zhì)附著于竹炭導(dǎo)管壁上；乙二醛偶聯(lián)作用的竹炭-殼聚糖復(fù)合吸附劑在生活污水處理中保持原樣，對(duì)生活污水的濁度、COD-（Cr）和氨氮具有較明顯的處理效果，平均吸附率分別達(dá)到 25%、78%、14% ;在較長(zhǎng)時(shí)間圍，對(duì)生活污水 的UV254的處理效果理想，對(duì)pH幾乎無影響。我國(guó)沿海地區(qū)日益

26、嚴(yán)重的印染廢水已經(jīng)極度惡化了海洋生物的生存環(huán)境，染料廢水由于其高COD高色度、有機(jī)成分復(fù)雜、微生物降解程度低等諸多特點(diǎn)，一 直是工業(yè)廢水處理中的一大難題。而自然界每年生物合成甲殼素超過10億噸，殼聚糖作為絮凝劑分子，因其結(jié)構(gòu)中含有大量的氨基和羥基，不但有高效絮凝的作 用，而且具有無毒副作用、易降解等優(yōu)點(diǎn)，是一種用途廣泛且富開發(fā)價(jià)值的天然 高分子物質(zhì)，能很好地改變當(dāng)前海洋污染的現(xiàn)狀。4結(jié)語與展望殼聚糖的改性研究主要是提高殼聚糖的穩(wěn)定性、吸附性、抗菌性等理化性質(zhì)， 是拓寬應(yīng)用圍的重要手段。目前，交聯(lián)改性和接枝改性的改性殼聚糖產(chǎn)物較為豐 富，烷基化和酯化改性后的產(chǎn)物性能相對(duì)弱于交聯(lián)和接枝改性的，但是

27、每種方法 各有利弊。接枝改性可以針對(duì)使用要求，將多種單體接枝到殼聚糖上，豐富了殼 聚糖的功能；而交聯(lián)改性是提高殼聚糖穩(wěn)定性的最主要方法，使殼聚糖形成網(wǎng)狀 結(jié)構(gòu)。但是交聯(lián)和接枝反應(yīng)都會(huì)使殼聚糖上的氨基數(shù)量減少，從而導(dǎo)致吸附性隨 交聯(lián)和接枝程度的增加而減小。因此，還需要尋找更好的無機(jī)材料，引入更多的 其他有效基團(tuán)來增強(qiáng)殼聚糖的性能。另一方面，也可根據(jù)殼聚糖的應(yīng)用目的，將 各種改性方法聯(lián)用，或引入其他新的輔助技術(shù)來提高改性效果?？傊?，殼聚糖改 性產(chǎn)物已經(jīng)在很多領(lǐng)域展現(xiàn)出很好的發(fā)展前景，各種改性方法的不斷改進(jìn)是殼聚 糖發(fā)揮重要作用的基礎(chǔ)保障，因此需要更多研究者的努力來開創(chuàng)改性殼聚糖的美 好未來。目前對(duì)

28、殼聚糖的改性研究主要集中在成球、成膜等物理方法和交聯(lián)、浸漬、 接枝等化學(xué)方法。通過改性可提高殼聚糖的比表面積、孔隙率、化學(xué)穩(wěn)定性和吸 附性能。但是，改性殼聚糖在廢水處理的應(yīng)用中仍存在一些不足，下一步的研究 方向可從以下幾點(diǎn)著手進(jìn)行：(1)與其他材料相結(jié)合，制備多功能的殼聚糖復(fù)合吸 附劑，用于對(duì)印染廢水中的多種污染物同時(shí)吸附，提高工業(yè)化應(yīng)用的效率；(2)進(jìn)一步對(duì)納米殼聚糖及其衍生物進(jìn)行研究，獲得巨大比表面積的吸附劑，使其吸附 效能最大化；(3)從經(jīng)濟(jì)性角度考慮，對(duì)改性殼聚糖吸附劑進(jìn)行詳細(xì)的再生研究， 以便其能快速投入實(shí)際應(yīng)用中。參考文獻(xiàn)：1 亮，東輝殼聚糖絮凝劑在水處理中的應(yīng)用J 工業(yè)水處理,2

29、000，20(9) : 4-8 .2 夕，殼聚糖在水處理中的應(yīng)用研究進(jìn)展J.化工，2010，35(4) : 33-36.3 魏光濤，琳葉，登勇廣西農(nóng)村飲用水氟污染分析及其控制對(duì)策J.農(nóng)業(yè)環(huán)境與發(fā)展，2011(3) : 47-49，73.4 梁鵬稀土改性殼聚糖樹脂的制備-表征及對(duì)氟離子的吸附特性研究 D.:中國(guó)海洋大學(xué)，2013: 144-145 .J 學(xué)院學(xué)報(bào),5 夏紅，何立芳，歐陽清海，文峰稀土鈰改性殼聚糖微球?qū)Ψx子的吸附2016，34(5) : 107-116 徐美，淑芳，王劍，王洪玲，崔維真 鑭改性殼聚糖對(duì)高氟飲用水的處理研究J.鹽業(yè)與化工，2016, 45(11) : 29-32.7

30、 Fabris R, Chow C W, Drikas M. Evaluati on of chitosa n as a n atual coagula nt fordrinking watertreatmentJ. Water Sci Technol, 2010, 61(8): 2119-2128.8 Soares P A, Silva TFCV, Manenti D R, et al. Insights into real cotton-textiledye ing wastewatertreatment using solar advaneed oxidationprocessesJ.E

31、nvironmentalScience andPollutio nResearch, 2014, 21(2): 932-945.9 Doumic L I, Soares P A, Ayude M A, et al. Enhancement of a solar photo-Fentonreacti on byusing ferrioxalate complexes for the treatme nt of a syn thetic cott on-textiledye ing wastewaterJ. Chemical Engin eeri ng Journ al, 2015, 277: 8

32、6-9610 Lucic M, Milosavljevic N, Radetic M, et al. The potentialapplicationofTiOz/hydrogelnanocomposite for removal of various textile azo dyesJ,Separationand Purification Techn ology, 2014, 122: 206-216.11 Chowdhury S, Balasubrama nian R. Rece nt adva nces in the use of graphe ne-familynano adsorbe

33、 nts for removal of toxic polluta nts from wastewaterJ. Adva nces inColloid and In terface Scie nee, 2014, 204: 35-36.12 Wu S J, Liou T H, YEHCH, et al. Preparation and characterization of porouschitosan-tripolyphosphate beads for copper (II) ion adsorptionJ. Journal ofApplied Polymer Scie nee, 2013

34、, 127(6): 4573-4580.13 Rego T V, Cadaval T R S, Dotto G L, et al. Statisticaloptimization,interactionan alysisand desorption studies for the azo dyes adsorption onto chitosan filmsJ. Journal of colloid andin terface scie nee, 2013, 411: 27-33.14 Dotto G L, Pinto LAA. Adsorptionof food dyes onto chit

35、osan:Optimizationprocessand kineticJ. Carbohydrate Polymers, 2011,84(1): 231-238.15 麗，羅漢金，方偉，馮林強(qiáng).改性氧化石墨烯/殼聚糖功能材料對(duì)剛果紅的吸附研究J.環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，2016, 36(11): 3977-3985.16 Chatterjee S, Lee M W, Woo S H. Adsorption of Congo red by chitosan hydrogelbeads impreg nated with carb on nano tubesJ. BioresourceTech no log

36、y,2010,101(6):0-1806 .17 Kyaw T T, Wint K S, NaingK M. Studies onthe SorptionBehavior of Dyes on Crosslinked Chitosan Beads in Acid MediumA. International Conference on Biomedical Engineering and TechnologyC. 2011: 174-178.18 田秀枝，王宏龍，閆德東，蔣學(xué)，王樹根.VAN改性殼聚糖對(duì)陰離子染料普施安紅的吸附性能J.功能高分子學(xué)報(bào)，2015, 28(4) : 410-416.19 Zinadini S A, Zinatizadeha A A, Rahimi M B, et al. Novel high flux antifoulingnano filtrati onmembranes for dye removal containing carboxymethylch