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基于壳聚糖的环境功能材料制备与应用分析

文章分析了壳聚糖的涵义,同时阐述了壳聚糖的环境功能材料制备方法,最后通过大量资料文献查阅后,对壳聚糖在去除水中金属离子中的具体应用情况进行了研究.旨在采用科学手段减少环境污染,主要是降低重金属污染程度.

壳聚糖涵义

壳聚糖存在于大自然中,是从脱乙酰处理后的甲壳素中提取出来的,因而其又被称作是聚葡萄糖胺（1-4）-2-氨基-B-D葡萄糖.历史上第一个壳聚糖是由法国人Rouget发现的.通过研究人们逐渐认识到壳聚糖不仅在相容性方面表现良好,而且在生物功能性方面同样表现较好,因而被看成一种安全性较好的微生物可降解物质.据了解,壳聚糖已被人们应用到化妆品、食品及金属物回收提取等领域中,并取得了非常好的应用效果.

制备及应用

实验材料和实验设备.制备材料包括：磷酸氢二胺、硝酸钙、壳聚糖、硝酸、乙酸、过氧化氢、无水乙醇、石油醚、液体石蜡、巯基乙酸、硝酸钠、戊二醛以及聚乙烯醇.其中,除了壳聚糖是由70%的脱乙酰制的外,其他试剂均采购自国药集团.

制备流程.第一步是称取壳聚糖（10g）放置到六百毫升的乙酸溶液（浓度为20%）中；第二步是待电炉温度达到60摄氏度后,将装有溶液的烧杯放在电炉上,并不断进行搅拌,直到完全溶解后,再向烧杯中加入20ml过氧化氢继续进行水解,直到便成透明状溶液便停止加热；第三步是用氢氧化钠（浓度为20%）将溶液PH值调节到10,并保持PH值不变；第四步是使用淀粉—碘化钾试纸对过氧化氢进行检测,观察其是否已经被完全分解；第五步是过氧化氢被完全分解后,需使用乙酸将溶液PH值调至7,并使用离心机保留部分液体；第六步是将溶液浓缩蒸发到50ml,并向烧杯中加入少量的无水乙醇,使溶液沉淀；第七步是使用离心机,以每分钟4000转的速度离心处理沉淀溶液,然后使用乙醇清洗溶液（共3次）；第八步是清洗完成后将沉淀物放置到风干干燥箱中（温度控制在50摄氏度）进行干燥,最后便得到壳聚糖（水溶性）.

应用.采集树叶后,第一部需用清水+洗涤剂洗净烘干树叶,并将树叶划分成三部分备用.首先需要做的是将树叶均匀剪切,大小约1厘米,随后取块状叶片（1g）放到烧杯中,然后向装有树叶的烧杯中倒入适量壳聚糖溶液,并于自动搅拌机上连续搅拌两小时,然后进行过滤与烘干,随后将10ml蒸馏水以及20ml硝酸倒入装也干燥树叶块的烧杯中,再将烧杯放到电炉上加热,直到溶液有白烟升起,最后应过滤掉烧杯中的混合液体,并将液体装入50ml容量瓶中,定容待测.

第二部分需要将树叶磨成粉末状,并将粉末状叶片（1g）放到准备好的烧杯中,随后向烧杯中倒入适量壳聚糖溶液,接着将烧杯放到搅拌机上搅拌（2h）,然后是过滤,过滤后应向烧杯中加入蒸馏水及硝酸,分别为10ml、20ml,搅拌均匀后将其放到电炉上加热到出现白烟,然后过滤处理并将液体部分留下,接着倒入容量瓶（50ml）中,定容待测.

第三部分是采集来的树叶不用进行处理,直接切碎并取1g树叶放到准备好的烧杯中,随后向烧杯里加入同上述步骤等量的蒸馏水、硝酸,然后将混合物放到电炉上加热产生白烟,紧接着滤出杂物,保留液体,同上述一样需要将液体放到50ml容量瓶中,定容后检测.

（1）测得结果

我们使用原子吸收监测仪（北京达丰瑞仪器公司）对上述三种方式制得的液体（含重金属）进行监测,最后测得的结果如表所示.

从上表中我们可以看出,将壳聚糖应用在含有重金属的固体中,主要分成两种应用情况进行分析.第一种应用情况使用的是块状树叶去除法,这一方法去除Zn、Pb和Cu等重金属的能力不够显著,分别是19.8%、25.4%以及45.2%；第二种应用情况使用的是粉末状树叶去除法,这一种方法相较于前一种而言,去除Zn、Pb和Cu等重金属的能力比较明显,分别是48.2%、88.7%以及74.1%,究其原因主要是两种方式在树叶接触面积上存在着较大差异,简而言之便是粉末状树叶与重金属接触的面积明显大于块状树叶,因而壳聚糖在应用过程中,去除重金属的效果较好.查阅相关资料我们发现,树叶组织结构中含有的重金属物质最多,这便证明了将块状的壳聚糖浸泡起来用以去除重金属,并不会起到良好的去除效果.

综上所述,文章通过对壳聚糖的有关性质进行分析,阐述了其在去除重金属物质中,不同应用方式所起到的应用效果不同,简单说来,即是壳聚糖应用到不同形状的样品中对处理效果有很大影响.

项目来源：黑龙江省教育厅科学技术研究项目；项目编号：12541213

材料制备论文范文结:

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