壳聚糖凝胶球对Cu(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)吸附行为的对比

为使壳聚糖粉末吸附后易于固液分离,采用溶胶-凝胶-冷冻干燥法制备毫米级(2.8~3mm)壳聚糖凝胶球,比较了Cu(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)吸附行为。结果表明,壳聚糖凝胶球对Cu(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)吸附行为不同:Cu(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)最佳吸附pH分别为5.5和3.0;达到吸附平衡Cu(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)分别需要25h和2h;Cu(Ⅱ)的吸附反应是自发、吸热、熵增过程,而Cr(Ⅵ)吸附反应为自发、放热、熵减过程;吸附Cu(Ⅱ)后的壳聚糖凝胶球不易脱附,而吸附Cr(Ⅵ)后凝胶球脱附率相对较高。借助红外表征及Langmuir、Freundlich等温模型、拟一级、拟二级动力学、颗粒内扩散模型对吸附过程拟合表明,Cu(Ⅱ)吸附机理为单层化学吸附,而Cr(Ⅵ)是单层化学吸附与多层物理吸附共同作用的吸附-还原过程。壳聚糖凝胶球对Cu(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)的最大吸附量分别为155.67mg/g和185.08mg/g,说明冷冻干燥法可以强化壳聚糖的吸附量,同时毫米级的壳聚糖凝胶球改善了壳聚糖粉体吸附剂难分离的问题。

磁性壳聚糖凝胶球固定厌氧铁氨氧化菌对废水氨氮去除的影响

厌氧铁氨氧化(ammonium oxidation coupling with iron reduction,Feammox)反应是一种在厌氧条件下,由厌氧铁氨氧化菌驱动,以三价铁为电子受体,氧化氨氮的生物化学途径,它可以用于去除水体中的氨氮.为提高厌氧铁氨氧化菌对氨氮废水处理效果,采用"氢氧化钠共沉淀-溶胶-凝胶"法制备粒径为1~5mm的磁性壳聚糖凝胶球(magnetic chitosan hydrogel beads,MCHBs),将厌氧铁氨氧化菌固定,研究其对废水中氨氮去除效果和影响因素,并与游离厌氧铁氨氧化菌对废水氨氮去除效率作对比.制备的MCHBs进行X射线衍射(XRD)和振动样品磁强(VSM)等表征分析.结果表明,MCHBs为铁磁性、结晶度高,饱和磁化强度达29.46 emu·g^(-1).MCHBs固定厌氧铁氨氧化菌比游离菌具有更高的氨氧化和铁还原速率,平均增幅为42.96%和20.75%,以MCHBs(1~2 mm)固定厌氧铁氨氧化菌的效果最显著(P<0.05).进一步研究发现,不适宜氨氮浓度、温度和pH下,MCHBs(1~2 mm)固定厌氧铁氨氧化菌氧化氨氮的能力均比游离菌高.初始氨氮浓度60.00 mg·L^(-1)、温度25℃和pH 4.50时,厌氧铁氨氧化效果较好,主要产物为硝态氮和二价铁,16 d时MCHBs(1~2 mm)固定厌氧铁氨氧化菌对氨氮去除率高达53.62%.这些结果都表明以MCHBs固定厌氧铁氨氧化菌后,能起到增强厌氧铁氨氧化反应去除废水氨氮的目的.

壳聚糖-Fe(Ⅲ)复合凝胶球去除磷酸根的影响因素与吸附机理

为改善当前环境水体中的磷污染现状,利用溶胶-滴定-真空冷冻干燥法制备了壳聚糖-铁(CS-Fe)复合凝胶球去除水中磷酸根。对CS-Fe凝胶球的形貌结构进行了表征,研究了材料对磷酸根的吸附影响因素,并探索了反应机理。结果表明,CS-Fe对磷酸根的吸附为自发、吸热、熵增过程;吸附过程符合拟一级动力学方程,吸附平衡时间为50 min;根据Langmuir模型计算最大吸附量为23.97 mg/g,脱附效率大于90%。傅里叶红外光谱(FT-IR)、扫描电子显微镜-能量散射谱(SEM-EDS)、Zeta电势分析、X射线光电子能谱(XPS)等证明,CS-Fe形成利于磷酸根快速吸附的蜂窝状结构;吸附机理包含静电吸附和离子交换过程。该吸附剂将金属化合物的吸附性能与壳聚糖大分子利于构建多孔材料的特点相结合,改善了吸附效果,球状材料更利于回收,避免二次污染,具有良好应用前景。

明胶海绵颗粒和壳聚糖α,β-甘油磷酸凝胶微球在肺结核咯血应用中的对比

背景:文献报道显示,明胶海绵颗粒和壳聚糖/α,β-甘油磷酸凝胶微球在肺结核咯血中具有较高的应用前景。目的:观察明胶海绵颗粒和壳聚糖/α,β-甘油磷酸凝胶微球在肺结核咯血中的应用效果。方法:取40只昆明小鼠,采用雾化吸入感染装置构建肺结核咯血模型,随机分为2组,分别采用明胶海绵颗粒、壳聚糖/α,β-甘油磷酸凝胶微球进行栓塞止血治疗,治疗后15,30 d,观察体质量变化、止血时间、止血有效率、心肌相关指标及肺结核组织病理变化。结果与结论:(1)壳聚糖/α,β-甘油磷酸凝胶微球组治疗后15 d的体质量高于明胶海绵组(P<0.05);(2)壳聚糖/α,β-甘油磷酸凝胶微球组止血有效率高于明胶海绵组(P<0.05),止血时间短于明胶海绵组(P<0.05);(3)两组N端BNP前体、肌酸激酶同工酶及肌酸激酶水平比较差异无显著性意义(P>0.05);(4)壳聚糖/α,β-甘油磷酸凝胶微球组材料周围淋巴细胞浸润,存在坏死病灶,材料上存在大量活性细胞;明胶海绵颗粒组材料上存在少许淋巴细胞,存在坏死病灶;(5)结果表明,将壳聚糖/α,β-甘油磷酸凝胶微球应用于肺结核小鼠动物模型中可获得更好的止血效果。

快速膜乳化与热固化法制备粒径均一的pH敏感壳聚糖季铵盐凝胶微球

以具有升温自固化特性的壳聚糖季铵盐／甘油磷酸钠混合溶液为水相，利用快速膜乳化与热固化法制备了粒径均一、pH敏感的壳聚糖季铵盐凝胶微球，考察了跨膜压力、水油相组成、水油相体积比及微孔膜孔径等对微球粒径、结构和药物包埋率的影响．结果表明，得到粒径698±57．33，1145±71．48，2021±53．63及3984±191．72nm、粒径分布窄（多分散系数〈0．1）、药物包埋率高达75．49％±2．62％的凝胶微球．所制微球生物相容性好，有明显的pH敏感性，中性和碱性环境下结构稳定，药物缓释，pH=7．4时24h内药物累计释放率为34．6％；酸性环境下微球崩解，药物快速释放，pH=5．5时1h内药物累计释放率高达79．6％．

壳聚糖微球及其与白油混合乳液对禽用新流二联疫苗佐剂的免疫效果

用不同粒径的壳聚糖季铵盐凝胶微球及其与白油的混合乳液吸附新城疫及禽流感灭活抗原,评价其对新流二联灭活疫苗的免疫增强效果.结果表明,吸附时间2 h、微球浓度2 mg/m L、微球粒径1μm为吸附新流二联灭活抗原的最佳条件,抗原吸附率达90%.免疫SPF鸡后,壳聚糖季铵盐微球及混合乳液均能显著提高新城疫及禽流感病毒特异性抗体效价,且混合乳液组显著优于微球组.与白油佐剂相比,壳聚糖季铵盐微球及混合乳液均能显著增强细胞免疫,淋巴细胞增殖水平为纯抗原组的1.5倍,具有用作禽类疫苗佐剂的巨大潜力.