磁性壳聚糖的改性及其对模拟废水的处理研究

【摘要】磁性壳聚糖具有良好的吸附性能，且易于改性和回收。故本研究综合其自身的结构性质、不同废水特点及其在废水处理中的作用机理等因素，分别选用了价格便宜，来源广泛的柠檬酸和具有光催化性能的TiO2作为磁性壳聚糖的改性试剂，以分别提高其吸附性能和光催化降解性能，并以亚甲基蓝模拟废水为评价体系，考察其改性性能。（1）以壳聚糖为原料，SrFe12O19为磁核，柠檬酸为改性试剂，采用反相乳化交联法成功合成制备了柠檬酸改性的磁性壳聚糖微球。并通过傅立叶转变红外光谱（FTIR）、扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射（XRD）、振动样品磁强计（VSM）等手段对其结构、形貌、磁性能等进行表征，以亚甲基蓝模拟废水为评价体系，从吸附实验条件、吸附热力学、吸附动力学、磁性回收等多个方面考察了改性产物的吸附性能；（2）以TiO2为改性试剂，低温水热法负载制得磁性壳聚糖/TiO2的改性产物，同样通过FTIR、SEM、XRD等手段对其进行表征，最后以亚甲基蓝模拟废水为评价体系，从最佳催化实验条件的优化、磁性回收等方面考察其相应磁性壳聚糖改性产物的光催化性能。结果表明：（1）甲醇作改性溶剂，改性温度65℃时所得的改性产物，在70℃条件下乳化交联反应4h，所得的目标改性产物性能良好，其较未改性的磁性壳聚糖微球而言，既可实现磁性回收、再利用的目的，又对亚甲基蓝有良好的吸附能力，吸附率提高了16%，其吸附过程既可用Langmuir模型描述，也可用Freundlich模型描述，吸附动力学符合拟二级动力学方程。（2）磁性壳聚糖空白微球与TiO2的负载质量比为1:1，聚乙二醇投加量为5mL，反应温度为160℃，反应时间为3h时，改性产物负载效果最佳，在pH=6，催化剂投加量为0.0750g的体系中，对亚甲基蓝的催化降解率在紫外光照2h内达到98.8%，较纯TiO2而言，催化效率提高了31%，且能够实现磁回收利用。
【作者】潘媛媛；
【导师】李巧玲；
【作者基本信息】中北大学，无机化学，2014，硕士
【关键词】磁性壳聚糖；柠檬酸；TiO2；改性；

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