壳聚糖复合水凝胶对水溶液中铜离子（Ⅱ）的高效吸附

doi:10.3969/j.issn.0253-2417.2014.01.002

林产化学与工业 ›› 2014, Vol. 34 ›› Issue (1): 8-12.doi: 10.3969/j.issn.0253-2417.2014.01.002

壳聚糖复合水凝胶对水溶液中铜离子（Ⅱ）的高效吸附

郭逗逗^1,2, 庞浩¹, 刘海露¹, 徐莉莉¹, 郑景新¹, 廖兵¹

1. 中国科学院广州化学研究所; 中国科学院纤维素化学重点实验室, 广东广州 510650;
2. 中国科学院大学, 北京 100049

收稿日期:2013-01-04 出版日期:2014-02-25 发布日期:2014-03-05
通讯作者: 廖兵，研究员，博士生导师，主要从事具有特殊结构的高聚物水基微乳液的研究及高性能高聚物纳米复合材料研究；E-mail：liaobing@gic.ac.cn。 E-mail:liaobing@gic.ac.cn
作者简介:郭逗逗（1987-），男，安徽界首人，硕士，研究方向：生物质在水处理中的应用研究；E-mail：xfyyzy521@163.com

Preparation of Chitosan Composite Hydrogels and Its Effective Adsorption of Copper (Ⅱ) Ions from Aqueous Solutions

GUO Dou-dou^1,2, PANG Hao¹, LIU Hai-lu¹, XU Li-li¹, ZHENG Jing-xin¹, LIAO Bing¹

1. Key Laboratory of Cellulose and Lignocellulosics Chemistry, Guangzhou Institute of Chemistry, Chinese Academy of Sciences, Guangzhou 510650, China;
2. Graduate University of the Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China

Received:2013-01-04 Online:2014-02-25 Published:2014-03-05

摘要/Abstract

摘要： 以甲基丙烯酸（MAA）、丙烯酰胺（AM）和烯丙基磺酸钠（SAS）同时对壳聚糖进行接枝改性，合成了一系列对水溶液中的二价铜离子具有高效吸附性能的壳聚糖水凝胶。研究了吸附剂粒径、投料量、溶液pH值对吸附容量的影响，同时进行了对金属铜离子的吸附性能研究。结果显示，粒径0.074~0.2 mm的吸附剂，在25 mL铜离子（Ⅱ）质量浓度4 000 mg/L，pH值6的硝酸铜溶液中，投入量为0.1 g时，壳聚糖复合水凝胶最大吸附量为823 mg/g，同时吸附容量随溶液pH值增加而增加，随投料量的增大而减小。吸附等温线研究表明，Freundlich吸附模型能更好地描述吸附剂对铜离子（Ⅱ）的吸附行为，说明其吸附过程是不均匀的多分子层吸附过程。

关键词: 壳聚糖, 改性, 水凝胶, 吸附剂, 铜离子

Abstract: A series of adsorbents synthesized from chitosan-grafted-methacrylic acid/acrylamide/sodium allyl sulfonate (CTS-g-MAA/AM/SAS) composite hydrogels with various amounts of SAS were prepared. The effects of particle size, dosage of composite hydrogel, the pH value and initial concentration of Cu²⁺ in solution on the adsorption capacity were investigated. The results showed that a adsorption capacity of the CTS-g-MAA/AM/SAS composite hydrogels was increased with the increasing of pH value. A maximum absorption amount of Cu²⁺ of 823 mg/g was observed using 0.1 g/25 mL absorbent with particle size of 0.074-0.2 mm under pH value of 6.0. Freundlich, Langmuir plots and their isotherm coefficients for the adsorption of Cu²⁺ indicated a multilayer adsorption behavior using this adsorbent.

Key words: chitosan, modified, hydrogel, bioadsorbent, copper (Ⅱ) ions

中图分类号:

TQ35

郭逗逗, 庞浩, 刘海露, 徐莉莉, 郑景新, 廖兵. 壳聚糖复合水凝胶对水溶液中铜离子（Ⅱ）的高效吸附[J]. 林产化学与工业, 2014, 34(1): 8-12.

GUO Dou-dou, PANG Hao, LIU Hai-lu, XU Li-li, ZHENG Jing-xin, LIAO Bing. Preparation of Chitosan Composite Hydrogels and Its Effective Adsorption of Copper (Ⅱ) Ions from Aqueous Solutions[J]. Chemistry and Industry of Forest Products, 2014, 34(1): 8-12.

参考文献

[1] DEMIRBAS A.Heavy metal adsorption onto agro-based waste materials:A review[J].Journal of Hazardous Materials, 2008, 157 (2/3):220-229.
[2] FUJIWARA K, RAMESH A.Adsorption of platinum(Ⅳ), palladium(Ⅱ) and gold(Ⅲ) from aqueous solutions onto L-lysine modified crosslinked chitosan resin[J].Journal of Hazardous Material, 2007, 146(1/2):39-50.
[3] CAO Yan, HE Wei-na, XIANG Bo, et al.Synthesis and properties of di-DTC-modified chitosan[J].Technology of Water Treatment, 2008, 34(11):35-38.
[4] 党明岩, 郭洪敏, 谭艳坤, 等.复配壳聚糖树脂对Cu²⁺的等温吸附及吸附动力学研究[J].功能材料, 2012, 43(19):2616-2619.
[5] 金海琴, 张玉红, 董勤政, 等.壳聚糖接枝丙烯酸/丙烯酰胺水凝胶的制备及性能[J].高分子材料科学与工程, 2009, 25(11):129-132.
[6] ZHANG J P, WANG L, WANG A Q.Preparation and properties of chitosan-g-poly(acrylic acid)/montmorillonite superabsorbent nanocomposite via in situ intercalative polymerization[J].Industrial and Engineering Chemistry Research, 2007, 46(8):2497-2502.
[7] LIU Jiang-hua, WANG Qin, WANG Ai-qin.Synthesis and characterization of chitosan-g-poly(acrylic acid)/sodium humate superabsorbent[J].Carbohydrate Polymers, 2007, 70(2):166-173.
[8] MAHDAVINIA G R, POURJAVADI A, HOSSEINZADEH H, et al.Modified chitosan 4.Superabsorbent hydrogels from poly (acrylic acid co-acrylamide) grafted chitosan with salt-and pH-responsiveness properties[J].European Polymer Journal, 2004, 40(7):1399-1407.
[9] FU Guo-qi, LI Hai-yan, YU Hao-feng, et al.Synthesis and lipoprotein sorption properties of porous chitosan beads grafted with poly(acrylic acid)[J].Reactive Functional Polymers, 2006, 66(2):239-246.
[10] LI Nan, BAI Ren-bi.Highly enhanced adsorption of lead ions on chitosan granules functionalized with poly (acrylic acid)[J].Industrial & Engineering Chemistry Research, 2006, 45(23):7897-7904.
[11] PEHLIVAN E, ALTUN T.Ion-exchange of Pb²⁺, Cu²⁺, Zn²⁺, Cd²⁺, and Ni²⁺ ions from aqueous solution by Lewatit CNP 80[J].Journal of Hazardous Materials, 2007, 140(1/2):299-307.
[12] ZHANG Jun-ping, WANG Ai-qin.Adsorption of Pb (Ⅱ) from aqueous solution by chitosan-g-poly (acrylic acid)/attapulgite/sodium humate composite hydrogels[J].Journal of the Chemical Engineering, 2010, 55(7):2379-2384.
[13] ZHU Bo, FAN Tong-xiang, ZHANG Di.Adsorption of copper ions from aqueous solution by citric acid modified soybean straw[J].Journal of Hazardous Materials, 2008, 153(1/2):300-308.
[14] LANGMUIR I.The adsorption of gases on plane surfaces of glass, mica and platinum[J].Journal of the American Chemical Society, 1918, 40(9):1361-1403.
[15] FREUNDLICH H.Vber die adsorption in lsungen[M].Leipzig:Wilhelm Engelmann, 1906:385-470.

壳聚糖复合水凝胶对水溶液中铜离子（Ⅱ）的高效吸附

Preparation of Chitosan Composite Hydrogels and Its Effective Adsorption of Copper (Ⅱ) Ions from Aqueous Solutions

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[3]	李延庆, 刘志明, 程小凯, 曹梦楠, 王佳楠. 海藻酸钠/纤维素复合微球的制备及性能表征[J]. 林产化学与工业, 2019, 39(2): 67-72.
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[6]	张昌伟, 马余璐, 陶冉, 叶建中, 王成章. 银杏叶聚戊烯醇的分离纯化及其亲水衍生物的合成[J]. 林产化学与工业, 2019, 39(1): 41-45.
[7]	高和, 孙勇, 唐兴, 曾宪海, 林鹿. 异氰酸酯改性竹材表面及其抗蚀性能研究[J]. 林产化学与工业, 2019, 39(1): 46-52.
[8]	马红亮, 陈健, 焦健, 邓拥军, 孔振武, 房桂干. 有机硅氧烷改性杨木纤维的制备及其表征[J]. 林产化学与工业, 2018, 38(6): 20-26.
[9]	许鹏博, 何晶, 俞娟, 范一民. 高锰酸钾改性汉麻秆芯对亚甲基蓝吸附性能的研究[J]. 林产化学与工业, 2018, 38(6): 81-87.
[10]	董阜豪, 陈莉晶, 郭佳雯, 徐徐, 王石发, 刘鹤. 生物质改性水性聚氨酯的合成及应用研究进展[J]. 林产化学与工业, 2018, 38(5): 1-8.
[11]	李侨光, 刘鹤, 李建芳, 商士斌, 宋湛谦. 富马海松酸改性室温硫化硅橡胶的制备及性能研究[J]. 林产化学与工业, 2018, 38(4): 13-19.
[12]	夏远涛, 杨美红, 孙会杰, 高雅廷, 周桂. 复合型吸附剂黑曲霉菌丝体-壳聚糖的制备及对Cu²⁺吸附的作用机制[J]. 林产化学与工业, 2018, 38(4): 117-123.
[13]	张海波, 蒋建新, 高宏, 商士斌, 宋湛谦. 松香基聚丙烯酰胺水凝胶的药物释放性能及其动力学研究[J]. 林产化学与工业, 2018, 38(3): 25-32.
[14]	郑坤, 牛力, 刘玉鹏, 陈莹, 王春鹏, 储富祥. 高力学强度羟乙基纤维素/聚丙烯酸复合水凝胶的制备[J]. 林产化学与工业, 2018, 38(3): 41-47.
[15]	王荣兴, 张祖新, 陈日清, 王春鹏. 三(2-羟乙基)异氰尿酸酯改性三聚氰胺甲醛浸渍树脂的机理研究[J]. 林产化学与工业, 2018, 38(2): 126-132.