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殼聚糖的改性及其印染廢水中的應(yīng)用

來源：印染在線　發(fā)布時(shí)間：2009年03月31日

殼聚糖的改性及其印染廢水中的應(yīng)用

1物理性質(zhì) 甲殼素(Chitin)也稱“幾丁質(zhì)”、“殼多糖”、“甲殼質(zhì)”等等，是蝦、蟹和昆蟲等外殼的主要成分，廣泛存在于節(jié)肢動(dòng)物類的翅膀和外殼中，也存在于真菌和藻類的細(xì)胞壁中。甲殼素若脫去分子中的乙?；?，就轉(zhuǎn)變?yōu)闅ぞ厶?Chitosan簡(jiǎn)稱CS)。殼聚糖的化學(xué)名稱為(1,4)-2-氨基-2-脫氧-β-D-葡萄糖，是白色無定形、半透明、略有珍珠光澤的片狀固體，因原料不同和制備方法不同，相對(duì)分子量也從數(shù)十萬至數(shù)百萬不等，是直鏈型高分子多糖化合物。殼聚糖的氨基被氫原子質(zhì)子化后失去形成氫鍵的能力，整個(gè)分子柔性相對(duì)增強(qiáng)，因此可溶于pH值小于6.5的稀鹽酸、硝酸等酸性水和大多數(shù)有機(jī)酸，但不溶于稀硫酸和稀磷酸。殼聚糖無毒、無害、安全可靠，分子鏈上的氨基和羥基都是很好的配位基團(tuán)，使其具有很多纖維素不具有的用途，它既是一種天然的高分子鰲合劑，可與重金屬離子如Hg2+、Cu2+,Ag+形成穩(wěn)定的鰲合物，又是一種天然的陽離子絮凝劑，能使水中的懸浮物凝聚而沉降。2化學(xué)性質(zhì) 殼聚糖分子鏈的糖殘基上含有羥基和氨基，因此殼聚糖的化學(xué)改性即可以在羥基上反應(yīng)，又可以在氨基上反應(yīng)。殼聚糖上有兩種羥基，一種是C6—OH，這是一級(jí)羥基；另一種是C3—OH，這是二級(jí)羥基。C6—OH既是一級(jí)羥基，在空間構(gòu)象上來說，又可以較為自由地旋轉(zhuǎn)，位阻也小，而C3—OH既是二級(jí)羥基，又不能自由旋轉(zhuǎn)，空間位阻大些，所以一般情況下C6—OH的反映活性大于C3—OH。另一方面，在殼聚糖的糖殘基上，氨基活性又比一級(jí)羥基的活性大。所以一般而言，反應(yīng)活性氨基>C6—OH>C3—OH。當(dāng)然，這只是殼聚糖本身的三種官能團(tuán)比較

而言，其化學(xué)改性究竟在哪個(gè)官能團(tuán)上發(fā)生，還與反應(yīng)溶劑、反應(yīng)試劑的結(jié)構(gòu)、催化劑等諸多因素有關(guān)。另外需要指出的是，往往殼聚糖的化學(xué)改性得不到單一的改性產(chǎn)物，一般是同時(shí)在羥基和氨基上發(fā)生的化學(xué)改性。近年來，科研工作者對(duì)殼聚糖及其衍生物在印染廢水中的應(yīng)用做了大量研究。HGanjidoust等研究表明，用殼聚糖絮凝劑處理造紙工業(yè)廢水，其對(duì)色度和TOC的去除均優(yōu)于其他合成的絮凝劑，其中色度去除率大于90%，TOC去除率達(dá)到70%。王萍等以殼聚糖和丙烯酰胺為原料，得到一類新型殼聚糖改性物絮凝劑，研究了殼聚糖-丙烯酰胺接枝共聚的反應(yīng)規(guī)律，且對(duì)實(shí)際印染廢水的CODcr去除率可到60%左右。張艷雅，馬啟敏[43]制備出殼聚糖縮香草醛螯合樹脂(S-VCG)，研究其對(duì)重金屬離子Cu2+和Pb2+的吸附特性。結(jié)果表明:殼聚糖縮香草醛螯合樹脂(S-VCG)對(duì)Cu2+的吸附量約為43.1mg/g，對(duì)Pb2+的吸附量約為110mg/g。3主要化學(xué)改性方法（1）酰化?；侵笟ぞ厶桥c有機(jī)酸的衍生物如酸酐、酰鹵（主要是酰氯）等反應(yīng)，導(dǎo)入不同分子量的脂肪族或芳香族?；?。這是殼聚糖化學(xué)反應(yīng)中研究最多的一種反應(yīng)。酰化反應(yīng)既可在殼聚糖的羥基上發(fā)生，生成酯，又可在氨基上發(fā)生，生成酰胺。要想得到O-酰化的產(chǎn)物，則應(yīng)先將殼聚糖分子鏈上的氨基保護(hù)起來，再進(jìn)行溫和條件下的?；?，?；磻?yīng)結(jié)束后再脫掉保護(hù)基。殼聚糖分子鏈中有很多氨基，它破壞了一部分氫鍵，故殼聚糖的?；磻?yīng)較甲殼素要容易得多，一般不用催化劑。

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