壳聚糖固载β-环糊精的制备及应用研究

论文摘要

论文在综述壳聚糖的改性及其固载环糊精研究进展的基础上,主要作了以下工作:1.以壳聚糖和戊二醛为原料,采用O/W反相乳液方法制备了壳聚糖微球,然后使用6-亚甲基二异氰酸酯为交联剂,将功能基团β-环糊精固载在壳聚糖微球上,得到一种新型的壳聚糖固载β-环糊精微球。苯酚-硫酸法确定β-环糊精的表观固载量为4.3%。FT-IR、TG-DTA和XRD表明,壳聚糖固载β-环糊精微球的结构、热稳定性、结晶度等性质变化较大。2.应用制备的壳聚糖固载β-环糊精微球做吸附剂,研究了对对苯二酚的吸附行为。在pH=7.0、操作温度303K、振荡时间10h的条件下,聚糖固载β-环糊精微球对对苯二酚的理论最大吸附量达到23.31mg/g。该吸附剂对对苯二酚的吸附可以用Langmuir和Freundlich方程来描述,热力学分析结果表明吸附为一自发的放热过程。3.以β-环糊精为原料,用环氧氯丙烷对其进行交联聚合,制备了水溶性环糊精聚合物,然后使用具有双官能团的γ-缩水甘油基醚氧基-3-甲氧基硅烷,采用溶液蒸发的方法,实现对壳聚糖的交联和对环糊精聚合物的固载,制备了壳聚糖固载环糊精聚合物薄膜。用FT-IR、XRD、TG和SEM对产物的结构与性质进行了表征。在投料比（以γ-缩水甘油基醚氧基-3-甲氧基硅烷环氧基团和壳聚糖氨基的摩尔比计）为1:1,303K时蒸发6h,制得的壳聚糖固载β-环糊精多孔膜微孔规则、分布均匀（1-3μm）,饱和吸水率为120.52%,β-环糊精表观固载量为78mg/g。4.用制得的壳聚糖固载β-环糊精多孔膜做吸附剂,研究了对水中对苯二酚的吸附行为,吸附容量随溶液浓度和pH的增大而增加,吸附在2h内可达平衡;动力学研究表明壳聚糖固载环糊精多孔膜对对苯二酚的吸附为准二级过程,以化学吸附为速率控制步骤,吸附表观活化能为70.0kJ/mol。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 壳聚糖的改性及其固载环糊精研究进展
• 1.1 引言
• 1.2 壳聚糖衍生物研究进展
• 1.2.1 壳聚糖的性质
• 1.2.2 壳聚糖的化学改性
• 1.3 β-环糊精修饰壳聚糖研究
• 1.3.1 β-环糊精修饰壳聚糖的合成
• 1.3.2 壳聚糖固载环糊精的应用
• 1.4 本工作选题的目的、意义与内容
• 参考文献
• 第二章 壳聚糖固载β-环糊精微球的制备及表征
• 1. 实验部分
• 1.1 主要试剂与仪器
• 1.2 交联壳聚糖微球的制备
• 1.3 壳聚糖微球固载β-环糊精的制备
• 1.4 环糊精表观固载量的测定
• 2. 结果与讨论
• 2.1 红外光谱分析
• 2.2 X 射线粉末衍射分析
• 2.3 热稳定性分析
• 2.4 微球形貌分析
• 3. 结论
• 参考文献
• 第三章 壳聚糖固载β-环糊精微球对对苯二酚的吸附行为研究
• 1. 实验部分
• 1.1 主要试剂与仪器
• 1.2 对苯二酚的吸附实验
• 1.2.1 对苯二酚溶液配置和标准曲线的绘制
• 1.2.2 对苯二酚的吸附实验
• 1.3 吸附热力学
• 2. 结果与讨论
• 2.1 振荡时间对吸附的影响
• 2.2 溶液酸度对吸附的影响
• 2.3 温度对对苯二酚吸附的影响
• 2.4 吸附热力学
• 3. 结论
• 参考文献
• 第四章 壳聚糖固载β-环糊精薄膜的制备及表征
• 1. 实验部分
• 1.1 试剂与仪器
• 1.2 水溶性环糊精聚合物的制备
• 1.3 壳聚糖固载环糊精薄膜制备
• 1.4 β-环糊精表观固载量的测定
• 1.5 薄膜吸水率的测定
• 2. 结果与讨论
• 2.1 红外光谱分析
• 2.2 X 射线粉末衍射分析
• 2.3 热稳定性分析
• 2.4 薄膜表面形貌分析
• 2.5 制膜条件对于环糊精固载量和薄膜形貌的影响
• 2.5.1 投料比对于制膜的影响
• 2.5.2 溶液蒸发时间对制膜的影响
• 3. 结论
• 参考文献
• 第五章 壳聚糖固载β-环糊精薄膜对对苯二酚的吸附动力学研究
• 1. 实验部分
• 1.1 主要试剂与仪器
• 1.2 对苯二酚的吸附实验
• 1.2.1 对苯二酚溶液配置和标准曲线的绘制
• 1.2.2 对苯二酚的吸附实验
• 1.3 吸附过程动力学模型
• 1.3.1 准二级动力学模型
• 1.3.2 Morris–Weber 模型
• 2. 结果与讨论
• 2.1 溶质浓度对吸附的影响
• 2.2 溶液酸度对吸附的影响
• 2.3 振荡时间对吸附的影响
• 2.4 温度对吸附的影响
• 2.5 表观吸附活化能
• 2.6 Morris–Weber 模型拟合
• 3. 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的学术论文目录