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中国造纸学报 2008年第4期23卷 66-69页

作者：胡春平方桂珍李志娜金钟玲东北林业大学生物质材料科学与技术教育部重点实验室黑龙江哈尔滨150040

采用固载化的方法,以环氧氯丙烷做为连接剂,在碱性介质中将β-环糊精接枝到木质素上,制备了木质素基β-环糊精醚(简称L-β-CD)新型吸附剂。采用红外光谱对其结构进行定性分析,通过单因素实验,考察了β-环糊精用量、氢氧化钠用量、反应... 详细信息

采用固载化的方法,以环氧氯丙烷做为连接剂,在碱性介质中将β-环糊精接枝到木质素上,制备了木质素基β-环糊精醚(简称L-β-CD)新型吸附剂。采用红外光谱对其结构进行定性分析,通过单因素实验,考察了β-环糊精用量、氢氧化钠用量、反应温度和反应时间对β-环糊精含量的影响,研究了L-β-CD对Cu2+的吸附性能。结果表明,L-β-CD的较佳合成条件为:β-环糊精与木质素的质量比为3∶1,氢氧化钠(质量分数16.7%)用量25 mL/g木质素,反应温度55℃,反应时间3 h,此时木质素基β-环糊精醚中β-环糊精的含量最大,为30.88μmol/g。20℃时,L-β-CD对Cu2+吸附容量为16.54 mg/g。

关键词：麦草碱木质素 β-环糊精木质素基β-环糊精醚吸附 Cu^2+

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木质素基β-环糊精醚的制备及吸附性能研究

木质素基β-环糊精醚的制备及吸附性能研究

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作者：胡春平东北林业大学

学位级别：硕士

本文以碱法制浆中得到的麦草碱木质素为原料，选用固载化的方法，首次把β-环糊精通过醚键接枝到该木质素上，制备出了一种木质素基β-环糊精醚(简称L-β-CD)多功能吸附剂。实验发现，该吸附剂同时利用了木质素本身的吸附特性与β-环糊... 详细信息

本文以碱法制浆中得到的麦草碱木质素为原料，选用固载化的方法，首次把β-环糊精通过醚键接枝到该木质素上，制备出了一种木质素基β-环糊精醚(简称L-β-CD)多功能吸附剂。实验发现，该吸附剂同时利用了木质素本身的吸附特性与β-环糊精空腔的吸附作用，既可以与许多尺寸与β-环糊精空腔尺寸相匹配的有机物分子形成主-客体包合物，又可以通过木质素及环糊精的官能团与许多无机重金属离子形成络合物。该木质素基吸附剂是一种高效、价廉的环境友好水处理剂。本论文的研究工作主要包括以下三方面内容：L-β-CD的合成;L-β-CD的吸附性能研究;L-β-CD海藻酸钙微球的制备及其吸附性能研究。 L-β-CD的合成由以下两步合成组成：首先，在碱性条件下，麦草碱木质素与环氧氯丙烷发生反应，生成木质素基环氧树脂，采用红外光谱对其结构进行定性分析，通过盐酸—丙酮法测定环氧值对其进行定量分析。考察了环氧氯丙烷的量，氢氧化钠的用量，反应温度和反应时间对环氧值的影响。单因素实验结果得出合成木质素基环氧树脂的较佳条件为：环氧氯丙烷与碱木质素的质量比为12：1，每克木质素用氢氧化钠溶液(质量分数16.7％)5 mL，反应温度80℃，反应时间3h。此时环氧值最大，为0.3623。之后，以木质素基环氧树脂为原料，在碱性条件下，制备多功能吸附剂L-β-CD。以L-β-CD中β-环糊精的含量为指标，考察了各影响因素对L-β-CD制备的影响。结果表明，L-β-CD合成的较佳条件为：在上述木质素基环氧树脂的反应体系中，β-环糊精与木质素的质量比为3：1，氢氧化钠溶液(质量分数16.7％)用量25 mL／lg木质素，反应温度55℃，反应时间3h，L-β-CD中β-环糊精的含量最大，为30.88μmol／g。在L-β-CD吸附性能的研究部分，分别测定了L-β-CD对模拟重金属微污染物水样中重金属离子以及模拟有机物微污染物水样中对有机物的吸附能力。结果表明，L-β-CD对Cu、Pb、Cd的吸附容量分别为：16.54 mg／g、54.42mg／g、9.984mg／g;L-β-CD对Cu吸附平衡时间为3 h;20℃、40℃和60℃温度下的吸附等温线均符合Langmuir吸附等温方程。利用热力学函数计算了L-β-CD对Cu的吸附熵变、焓变和吉布斯自由能。结果表明，Cu在L-β-CD上的吸附是物理吸附和化学吸附共同作用的结果。L-β-CD在20℃时对苯酚的吸附容量可达2.325 mg／g，对苯胺的吸附容量可达5.382mg／g，苯酚和苯胺在L-β-CD上的吸附等温线均符合Freundich方程;吸附平衡时间均为3 h。在pH为3～11的范围内，随pH值的增大，L-β-CD对苯酚、苯胺的吸附容量先增大后减小，在pH=7时达到最大值。在L-β-CD海藻酸钙微球的制备及吸附性能研究的部分，首次将L-β-CD与海藻酸钠、氯化钙制成L-β-CD海藻酸钙微球。研究了海藻酸钙微球的溶胀特性，并且与L-β-CD对比，研究L-β-CD微球对苯酚和苯胺的吸附性能。结果表明，对于氯化钙浓度为0.15 mol／L，海藻酸钠浓度为1％所制得L-β-CD海藻酸钙微球，在吸附温度为20℃，吸附时间为3h条件下，该微球对苯酚的吸附容量最大，为2.367 mg／g，与L-β-CD对苯酚的饱和吸附容量相当;对于氯化钙浓度为0.05 mol／L，海藻酸钠浓度为1％所制得L-β-CD海藻酸钙微球，在吸附温度为20℃，吸附时间为3 h条件下，该微球对苯胺的吸附容量最大，为4.0515 mg／g，比L-β-CD对苯胺的饱和吸附容量略小。本实验内容为黑龙江省重点攻关项目(项目编号：GB058601)的部分内容。

关键词：碱木质素木质素基β-环糊精醚吸附重金属苯酚苯胺

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