壳聚糖、铁锰改性稻壳生物炭的表征及其Cd^(2+)吸附性能研究

为改善稻壳炭对Cd^(2+)的吸附能力,分别选用壳聚糖、硝酸铁与高锰酸钾对稻壳生物炭进行改性,成功制备了壳聚糖改性稻壳炭(C-BC)和铁锰改性稻壳炭(FM-BC),表征了各稻壳炭的基础理化性质,包括比表面积分析(BET)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线衍射表征(XRD),进行了动力学吸附实验和等温吸附实验,并在不同pH和投加量条件下,研究了改性生物炭对Cd^(2+)的吸附量和去除率。结果表明:两种改性方式均减小了稻壳炭的比表面积和总孔隙体积;FM-BC含有Mn-O、Fe-O的特征官能团,此外改性前后稻壳炭的官能团类型基本不变;两种改性方式均使稻壳炭产生了对应的晶体结构变化。两种改性炭对Cd^(2+)动力学吸附特征均符合准二级动力学模型,颗粒内扩散模型均分为3个阶段,对Cd^(2+)等温吸附特征均符合Langmuir模型;C-BC和FM-BC的最大吸附量分别为25.51 mg·g^(-1)和16.25 mg·g^(-1),是BC(14.97 mg·g^(-1))的1.7倍和1.08倍。随着溶液pH增加,C-BC和FMBC的吸附量和去除率逐渐增加,且始终高于BC;随着投加量的增加,C-BC和FM-BC的Cd^(2+)去除率逐渐增加,而吸附量逐渐降低。两种改性方式均能够在一定程度上提高稻壳炭对Cd^(2+)的吸附能力,均以单分子层化学吸附占主导,C-BC的最大吸附量明显高于FM-BC,适度调整溶液pH和投加量可改善改性稻壳炭的Cd^(2+)吸附效果。

壳聚糖改性对蒙脱石吸附茶饮料中咖啡碱的影响

通过将壳聚糖负载到蒙脱石表面,制备壳聚糖改性蒙脱石,并利用扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)、X射线衍射仪技术(X-ray diffraction,XRD)进行表征,探究改性蒙脱石在脱咖啡碱茶饮料中的应用。结果表明,壳聚糖并未插入蒙脱石层间,而是通过电荷相互作用吸附在蒙脱石表面,形成复合吸附剂。蒙脱石负载壳聚糖的量越多,对咖啡碱的吸附能力越弱,对茶多酚的吸附能力越强。以m(蒙脱石)∶m(壳聚糖)=1∶0.01最佳,此时咖啡碱脱除率约(86.01±1.8)%,茶多酚保留率为(84.52±1.01)%。此外,相较于蒙脱石,负载壳聚糖的蒙脱石能明显抑制铁离子溶出。感官评定显示,壳聚糖改性蒙脱石处理的茶饮料色泽的亮度、香气以及整体滋味更佳。

羧甲基壳聚糖对亚铁离子的吸附

The adsorption isotherm and adsorption reaction kinetics of carboxymethyl chitosan(CMCS) for Fe 2+ have been studied. The results showed that CMCS appeared a good adsorbent for Fe 2+ in solution with pH 6~8 and the adsorption capacity of CMCS increased with the increase in its carboxyl groups. The adsorption isotherm of CMCS for Fe 2+ at 20 ℃ was fitted good for the Langmuir equation.

壳聚糖海藻酸钠铁锰泥吸附剂制备与除As(V)研究

将生物除铁除锰水厂反冲洗铁锰泥包埋在壳聚糖海藻酸钠水凝胶中,成功制备了一种具有高机械强度和稳定性的复合除砷吸附剂(CAFB).表征结果显示,其表面粗糙,铁锰元素含量为69.31%,比表面积达117.20m2/g,且具有介孔结构.吸附动力学数据更符合准二级动力学模型(R 2=0.963).Langmuir等温吸附模型能更好地描述As(V)吸附过程(R2=0.969),25℃时最大吸附容量为15.80mg/g.酸性条件有利于As(V)的吸附,在pH=3-7范围内As(V)去除率能达到80%以上.H2PO4-,SiO3 2-离子对吸附过程抑制作用明显.用0.1mol/L的NaOH溶液再生4次后吸附量能达到初始值的70.68%,具有在工程上运用的前景.

外加物理场对壳聚糖-亚铁配合反应的影响

研究了外加磁场、超声和微波辐射等物理场对壳聚糖-亚铁离子配合反应速率和配合量的影响.结果表明:超声波对壳聚糖与亚铁离子配合反应的反应速率及配合能力的强化作用最明显;磁场处理和微波辐射对该反应也有一定的促进作用;各外加物理场的强化作用存在一个阈值.通过对产物的紫外、红外光谱分析,发现电磁场基本上没有改变反应产物——壳聚糖-亚铁离子配合物的化学结构.文中还对外加物理场的作用机理进行了理论探讨.

Fe-壳聚糖/SBA-15催化潜手性酮不对称氢转移反应

以SBA-15介孔分子筛为载体制备了Fe(Ⅲ)-壳聚糖(CS)络合物为活性组分的多相手性催化剂(Fe-CS/SBA-15)。以异丙醇作氢源,在常压下Fe-CS/SBA-15催化剂用于苯乙酮和4-甲基-2-戊酮不对称氢转移反应,考察了Fe-CS/SBA-15催化剂中Fe含量、反应温度、反应时间及助催化剂KOH浓度对底物转化率和产物对映选择性的影响规律。实验结果表明,Fe-CS/SBA-15催化剂中适宜的Fe质量分数为2.2%;对于苯乙酮和4-甲基-2-戊酮不对称氢转移反应,适宜的反应条件为:KOH浓度0.03m ol/L,反应温度70℃,反应时间分别为4,8h。在此条件下,苯乙酮的转化率为27.7%,产物R-1-苯乙醇的对映体过量(ee)值为87.4%(4h);4-甲基-2-戊酮的转化率为25.5%,产物R-4-甲基-2-戊醇的ee值为50.2%(8h)。

铁化羧甲基壳聚糖的合成及结构表征

以三氯化铁和羧甲基壳聚糖为原料,合成了铁化羧甲基壳聚糖,产率为47.48%。原子吸收光谱法测定其中铁含量为23.50 mg/g。利用紫外-可见光谱、红外光谱两种表征手段,证实了铁化羧甲基壳聚糖的合成。铁化羧甲基壳聚糖有望开发成为一种具有多重功能的生物多糖型补铁剂。

羧甲基壳聚糖铁(Ⅲ)配合物的合成及结构表征

以羧甲基壳聚糖(CMCTS)为配位体,铁(Ⅲ)为配位离子,采用均相法在pH7.0的中性条件下制备了羧甲基壳聚糖铁(Ⅲ)配合物(CMCTS-Fe),用紫外光谱、红外光谱等手段对其结构进行了表征,并对配位机理进行了初步探讨。结果表明,羧基的引入使CMCTS比壳聚糖(CTS)具有更强的配位能力;CMCTS与铁(Ⅲ)发生配位作用的基团是-COOH、-NH2和-OH。

壳聚糖Fe(Ⅲ)配合物的合成、表征及抑菌性能

合成了壳聚糖Fe(Ⅲ)配合物,利用IR、UV、和TG-DTA对配合物进行了表征。研究了壳聚糖及壳聚糖铁(Ⅲ)配合物对常见的两种细菌(大肠杆菌、金黄色葡萄球菌)的抑菌性能。结果表明:水溶性的壳聚糖在配合前后,其结构表征发生了一定的变化,并且壳聚糖铁(Ⅲ)配合物的抑菌性能比水溶性壳聚糖本身显著提高(P<0.05)。

Fe(Ⅲ)-La(Ⅲ)/壳聚糖复合材料对地下水中氟的吸附性能研究

通过FeCl3和LaCl3对壳聚糖进行改性,采用凝胶法和煅烧法制备Fe/La复合材料,将其用于地下水中F^-的吸附去除。通过单因素实验,考察了反应条件对吸附性能的影响,并对吸附剂表面进行SEM和FT-IR分析。结果表明,吸附反应非常迅速,反应主要发生在前20 min。当F^-溶液质量浓度小于10 mg/L,投加量为2.0 g/L时,Fe/La复合材料能够在较宽的pH范围（3～9）内有效地吸附F^-,去除率均在94%以上。地下水中的干扰离子的浓度是影响F^-吸附的重要因素,CO3^2-、HCO3^-的存在会显著降低吸附剂的吸附容量。吸附反应主要是由于Fe/La复合材料与F^-之间的络合作用和静电作用的结果。氢氧化钠溶液对吸附饱和后的Fe/La复合材料具有较好的再生效果,再生率可达87.72%。Fe/La双金属壳聚糖小球在处理实际含氟污染地下水时也具有很好的除氟性能。

壳聚糖亚铁离子配合物的羟丙基化研究

本文以壳聚糖(CTS)为原料,在超声作用环境中,将其与亚铁离子[Fe(Ⅱ)]在特定反应条件下配合,得到壳聚糖亚铁离子配合物[CTS-Fe(Ⅱ)]。然后在碱性环境下,以CTS-Fe(Ⅱ)为反应物,环氧丙烷为改性剂,10%四甲基氢氧化铵为催化剂合成得到了壳聚糖亚铁离子配合物的羟丙基化产物[HPCTS-Fe(Ⅱ)],其平均取代度为0.251。对CTS和HPCTS-Fe(Ⅱ)的溶解性、光谱图及对重金属离子吸附进行了比较,结果表明,与CTS相比,HPCTS-Fe(Ⅱ)的水溶性和酸溶解性有明显提高,并且对Cu2+和Pb2+的吸附量最大可分别提高44.78%和18.22%。

纳米壳寡糖-铁配合物的制备及其生物活性的研究

用分子量为5000的壳寡糖与FeCl3反应制得纳米壳寡糖-铁配合物,并通过FTIR,UV,DTA,TEM,PCS等手段对其结构与形态进行了表征.同时用紫外光谱法和凝胶电泳法对纳米壳寡糖以及纳米壳寡糖-铁配合物的生物活性进行了研究,实验结果表明纳米壳寡糖-铁配合物是以静电嵌插的方式与质粒DNA进行结合,而致使DNA损伤.

构建免标记电流型免疫传感器用于检测血清中癌胚抗原(CEA)

构建了灵敏的铁氰化钾-壳聚糖-戊二醛信号体系，并以此为信号指示剂，建立了稳定、准确的免标记电化学免疫传感器用于血清中癌胚抗原（CEA）的检测。信号体系和Nation分别修饰于玻碳电极表面，并固定CEA抗体，分别用原子力显微镜（AFM）和循环伏安法（CV）对电极修饰过程的形貌和电化学行为进行表征。结果表明，循环伏安的电流响应值与固定在电极表面的CEA浓度直接相关，且CEA浓度的对数值在0．005-40．0ng／mL范围内与电流的降低值呈良好的线性关系，检出限为1．23pg／mL。方法具有良好的特异性，能准确检测血清样本中CEA的浓度。

磁性壳聚糖/ZnS∶Fe复合纳米粒子的制备及其对孔雀石绿的光催化降解（英文）

采用化学共沉淀法制备了磁性壳聚糖,然后以制得磁性壳聚糖纳米粒子为基体,利用层层自组装原理,在磁性壳聚糖表面原位生长ZnS∶Fe纳米晶,制备得到磁性壳聚糖/ZnS∶Fe复合纳米粒子。采用XRD和VSM对其进行表征,结果表明,制备得到的磁性壳聚糖/ZnS∶Fe复合纳米粒子具有超顺磁性能,室温下饱和磁化强度为15.88A·m2·kg^-1。以孔雀石绿为模型污染物,采用UV-Vis手段研究磁性壳聚糖/ZnS∶Fe复合纳米粒子的光催化降解性能。实验结果表明,向初始浓度为10mg/L孔雀石绿溶液中加入100mg/L磁性壳聚糖/ZnS∶Fe复合纳米粒子,60min时孔雀石绿的去除率为95.3%,重复使用5次后,降解率略有降低(从95.3%降低到80.8%),其反应过程符合假一级动力学的假设。因此,磁性壳聚糖/ZnS∶Fe复合纳米粒子可以光催化降解孔雀石绿。

壳聚糖对中和共沉淀法Fe_3O_4微晶生成的影响

在壳聚糖存在下合成了Ｆｅ３Ｏ４微晶，研究了壳聚糖对Ｆｅ３Ｏ４微晶生成的影响，发现壳聚糖对Ｆｅ３Ｏ４微晶的生成有促进作用。利用ＸＲＤ、ＴＥＭ 和ＩＲ技术对产物进行了特性表征。

C-Fe@CN-CN对人肝癌细胞增殖的抑制作用

目的制备卡铂碳包铁纳米笼壳聚糖微球(C-Fe@CN-CN),观察其对人肝癌细胞体外增殖的抑制作用。方法采用反相微乳法制备C-Fe@CN-CN,测定其表征,观察其体外释药行为。采用MTT法检测C-Fe@CN-CN对人肝癌细胞体外增殖的抑制效应;计算IC50,绘制生长曲线。结果C-Fe@CN-CN球形圆整,平均粒径(2 0 7±2 1)nm,载药量为(1 1.4 0±1.3 1)%。C-Fe@CN-CN的体外释药行为包括快速相和平稳相两阶段,可持续5 d。C-Fe@CN-CN对人肝癌细胞增殖有明显抑制作用,并呈剂量和时间依赖性,作用2 4 h时抑制效应低于原药,作用4 8 h和7 2 h时抑制效应等同于原药。C-Fe@CN-CN的2 4,4 8,7 2 h IC50分别为1 3 5,1 8.8 4,6.0 9μg/mL。空白微球对肝癌细胞增殖无影响。结论C-Fe@CN-CN具有长循环和肿瘤组织滞留潜能,磁靶向性强,可缓释药物。体外能有效地抑制肝癌细胞增殖,空白微球表现出良好的生物相容性。

优质壳聚糖/壳寡糖的制备工艺及水溶性壳寡糖Fe(Ⅲ)配合物的合成

以皮皮虾壳作基本原料,分别采用稀盐酸、稀碱溶液浸泡,除去虾壳中的钙质等无机质和蛋白等有机成分,以浓碱脱除甲壳素上的乙酰基,制得壳聚糖.再以其为原料,采用H2O2氧化降解法得到水溶性壳寡糖.将所制水溶性壳寡糖加入到氯化铁溶液中,设定各项条件,使二者进行配位反应.经系列实验证实,得出制备高脱乙酰度壳聚糖最适宜条件为:温度85℃,时间9 h,NaOH质量分数45%,料液比1∶300.所得产品脱乙酰度为89.6%,收率(壳聚糖/甲壳素)为73.1%,其他各项指标也均为优良级.制备水溶性壳寡糖最适宜条件为:温度65℃,时间6 h,醋酸质量分数4.0%,H2O2质量分数4.0%,产品平均粘均分子质量为2.9 ku,外观为淡黄色粉末,溶解性能优良.通过对FT-IR和UV谱图的分析,证实了水溶性壳寡糖Fe(Ⅲ)配合物的生成.

Fe^2＋-H2O2体系降解壳聚糖

Fe2+-H2O2体系能够有效地降解壳聚糖,反应介质的pH值、反应时间、反应温度、Fe2+浓度及H2O2浓度等实验因素对壳聚糖的降解效果都有程度不同的影响,其中以反应介质的pH值和H2O2浓度对降解反应的影响为最大。在pH值为3~5时Fe2+-H2O2体系降解壳聚糖的活性最高。适当增大H2O2的用量可以增大壳聚糖的降解程度,但当其用量增大至一定程度后,壳聚糖降解产物分子量的下降趋势明显变缓。合理的Fe2+-H2O2体系降解壳聚糖的实验条件为:介质pH值3~5;温度,室温;时间60~90min;壳聚糖:H2O2:Fe2+=240:12~24:1~2(摩尔比)。

脉冲放电等离子体制备壳聚糖铁(Ⅲ)配合物及结构表征

以壳聚糖浓度、Fe3+浓度、极板间距和处理时间为影响因素,采用脉冲放电等离子体法制备壳聚糖(CTS)铁(Ⅲ)配合物。并利用红外光谱法(FT-IR)和紫外光谱(UV)进行结构表征。实验结果表明,脉冲放电等离子体可以用来制备CTS-Fe3+配合物,Fe3+浓度、处理时间与吸附量成正相关关系,随影响因素值增大,吸附量增大;壳聚糖浓度、极板间距成负相关关系,随影响因素值降低,吸附量减少。壳聚糖与铁(Ⅲ)发生配位作用的基团可能是-NH2和-COOH。

壳聚糖固化柿子单宁对Fe(Ⅲ)吸附特性的研究

以富含单宁的柿子粉和壳聚糖为原料,通过戊二醛做交联剂,制备出柿子单宁吸附材料,研究了其对水溶液中Fe(Ⅲ)的吸附特性,考察了pH、共存离子、温度等因素对吸附过程的影响。结果表明:在温度为303K,pH=2.0,Fe(Ⅲ)的初始浓度为100mg/L时,柿子单宁吸附材料对Fe(Ⅲ)的吸附容量达到427mg/g,其吸附等温线和吸附动力学可用Langmuir方程和拟二级速率方程来描述。同时,采用了FT-IR对材料进行了表征,分析结果表明,固化柿子单宁吸附Fe(Ⅲ)为氧化还原吸附,其吸附特性为Fe(Ⅲ)的富集和分离提供了一种新思路。