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摘 要

本文以丙二酸二乙酯和丙烯酸甲酯为原料，采用双迈克尔加成反应得到四元羧酸酯；随后将产物与乙二胺通过酰胺化反应聚合成PAMAM；利用马来酸酐为交联剂，将PAMAM聚合物与壳聚糖交联，制备得到PAMAM接枝壳聚糖微球。通过实验确定了PAMAM接枝壳聚糖微球的制备方法。

本文还探讨了不同因素对PAMAM接枝壳聚糖吸附性能的影响。在本实验中，使用了几组控制变量实验来研究吸附性能受到哪些因素的影响。研究发现，吸附剂对Cr(VI)的吸附性能与重铬酸钾溶液的初始浓度成正比，但是吸附率会有降低；吸附性能与吸附剂的投放量成正比；吸附剂的吸附性能与溶液酸性成正比，即pH越低，吸附性能越强，但是当pH降低到3以后，吸附性能的提升不明显；吸附剂的吸附性能会受到体系中共存阴离子的显著影响，在加入了共存阴离子以后吸附性能会有明显的降低，共存阴离子对Cr(VI)吸附影响大小排序为：Ac^- gt; SO₄^2-gt; HSO₃^-gt; Cl^-。

关键词：PAMAM接枝壳聚糖微球 ；重金属离子；吸附性能；热力学和动力学模型

A research of PAMAM grafted chitosan microspheres for Cr(VI) removing and its preparation

Abstract

In this paper, tetraethylene carboxylate was obtained by the addition reaction of diethyl malonate and methyl acrylate, and then the product was reacted with ethylenediamine through amidation reaction to PAMAM. The maleic anhydride was crosslinked with maleic anhydride PAMAM grafted chitosan microspheres were prepared by crosslinking PAMAM polymer with chitosan. The preparation method of PAMAM grafted chitosan microspheres was determined by experiments.
   The effects of different factors on the adsorption properties of PAMAM grafted chitosan were also discussed. In this experiment, several sets of control variables were used to study the factors that affected the adsorption performance. It was found that the adsorption performance of the adsorbent to hexavalent chromium was proportional to the initial concentration of potassium dichromate solution, but the adsorption rate was decreased. The adsorption performance was proportional to the amount of adsorbent, and the adsorption performance of the adsorbent was the same as that of solution The adsorption performance is not obvious; when the pH is reduced to 3, the adsorption performance is not obvious; the adsorption performance of the adsorbent will be affected by the coexistence of anions in the system, after the addition of the coexistence of anion adsorption The effect of the anion on the adsorption of hexavalent chromium is the size of the order: Ac-gt; SO42-gt; HSO3-gt; Cl-.

Keywords: PAMAM grafted chitosan microspheres; heavy metal ions; adsorption properties; thermodynamics and kinetic model

目录

摘要 Ⅰ

Abstract Ⅱ

第一章 前言 1

1.1 选题背景 1

1.2 壳聚糖的发展 1

1.3 PAMAM聚合物的发展 2

1.4 壳聚糖的应用 2

1.4.1 壳聚糖在纺织中的应用 2

1.4.2 壳聚糖在现代医疗领域的应用 3

1.4.3 壳聚糖在食品加工产业中的应用 4

1.4.4 壳聚糖在化妆保洁产品中的应用 4

1.5 PAMAM聚合物的应用 5

1.5.1 PAMAM聚合物在表面活性剂中的应用 5

1.5.2 PAMAM聚合物在基因和药物载体中的应用 6

1.5.3 PAMAM聚合物气体分离中的应用 6

1.5.4 PAMAM在皮革加工中的应用 7

1.6 PAMAM接枝壳聚糖的合成 7

1.7 本文思路 8

1.7.1 CS-PAMAM微球的合成 8

1.7.2 研究CS-PAMAM对Cr(VI)的吸附性能 8

第二章 吸附剂的合成 9

2.1 药品和仪器 9

2.2 实验部分 10

2.2.1 四元羧酸酯的合成 10

2.2.2 PAMAM的合成 10

2.2.3 CS-PAMAM的合成 10

2.2.4 四元羧酸酯的¹HNMR表征 11

2.2.5 四元羧酸酯和CS-PAMAM的FT-IR表征 11

2.3 结果与讨论 12

2.3.1 四元羧酸酯¹HNMR谱图分析 12

2.3.2 四元羧酸酯和CS-PAMAM红外谱图分析 13

第三章 吸附性能研究 14

3.1 药品和仪器 15

3.2 研究PAMAM吸附性能的实验 16

3.2.1 Cr(VI)标准曲线 16

3.2.2 单位吸附量和去除率 16

3.2.3 研究CS-PAMAM对Cr(VI)的吸附性能 17

3.3 结果与讨论 17

3.3.1 Cr(VI)标准曲线的绘制 17

3.3.2 不同Cr(VI)初始浓度对吸附性能的影响 18

3.3.3 不同CS-PAMAM吸附剂量对吸附性能的影响 20

3.3.4 Cr(VI)溶液的不同pH对吸附性能的影响 22

3.3.5 Cr(VI)溶液中不同共存阴离子对吸附性能的影响 23

第四章 结论与展望 24

4.1 结论 24

4.2 展望 24

参考文献 25

致谢 ........................................................................................................................................ 27

第一章 前言

1.1选题背景

目前,，化工以及轻工、纺织等行业中会许多产生的对人体有害的废水，而如何处理这些废水污水一直是研究人员们的重点研究对象。现在人们主要利用吸附法来处理工业废水，也就是利用一些吸附剂来吸附污水中的重金属离子，从而达到净化的效果。

树枝状聚合物是一组具有不同官能团的高度支化的聚合物化合物，其它可以和许多不同的高分子化合物反应，产生多种具有不同功能的材料。目前，PAMAM聚合物是高分子领域研究人员的重点研究对象。

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