摘要
在我们五彩缤纷的世界里，色彩鲜艳的染料为我们的生活带来了活力，然而也严重影响了生态环境的平衡。染料排入水体中不仅毒害水生生物，而且严重影响人体健康，如肾脏功能障碍、生殖系统紊乱、皮肤刺激、肝脏和中枢神经系统功能损伤等。因此，有效快速地去除废水中的有机染料迫在眉睫。基于生物聚合物的吸附剂因其无毒、可再生、取之不尽、可降解、成本低、环境友好等优点而被公认为最受欢迎的吸附剂。壳聚糖是具有丰富的羟基、氨基的天然多糖，是一种很有前途的吸附剂原料。 本研究以经济环保的工业化的树脂材料和生物相容性较好的天然高分子壳聚糖为基础，以及价格低廉的磺酸钠功能单体，制备了三种接枝材料。并采用傅里叶红外光谱仪（FTIR）、扫描电子显微镜（SEM）、X-射线光电子能谱（XPS）、Zeta电位及粒度分析仪和振动样品磁强计（VSM）等表征分析了材料的组成、形貌等，并考察了其对阳离子染料的吸附性能。 （1）以聚丙烯伯胺球（CPAM）为基材，对苯乙烯磺酸钠（SSS）为功能单体，伯胺球表面的氨基与水溶液中引发剂过硫酸铵（Aps）构成-NH2/-S2O82-氧化还原引发体系，在CPAM微球表面引发SSS接枝聚合，制得接枝微球CPAM-g-PSSS。然后，探讨和分析CPAM-g-PSSS功能微球对MB的吸附性能及机理。实验结果表明，PSSS能有效地接枝聚合在CPAM微球上。当单体用量为6.4g，过硫酸铵为SSS用量的1%，反应体系温度为70℃时反应6.5h，制得接枝微球CPAM-g-PSSS的接枝度可以达到12.36g/100g。在碱性条件下，功能微球CPAM-g-PSSS对亚甲基蓝的最大吸附量可达55mg/g。 （2）以戊二醛为交联剂，采用反相悬浮聚合法制备壳聚糖交联微球（GCS）；以GCS微球为基球，SSS为功能单体，Aps为引发剂，表面引发接枝聚合制得功能微球GCS-g-PSSS。对不同初始浓度和温度下的吸附动力学进行研究，并采用准一级和准二级吸附动力学模型对吸附动力学数据进行拟合。研究了不同pH、温度和盐度条件下GCS-g-PSSS对MB的吸附等温线。在318K时，GCS-g-PSSS对MB吸附量达到820.1mg/g。用Langmuir、Freundlich、Dubinin-Radushkevich和Temkin拟合了不同温度下GCS-g-PSSS对MB的吸附等温线。热力学参数表明GCS-g-PSSS对MB的吸附过程是是自发的吸热。该吸附剂具有良好的重复使用性。而且，GCS-g-PSSS微球对其他阳离子染料也具有良好的吸附性能。基于此，GCS-g-PSSS微球有望成为一种很有前途的污染水净化吸附剂。 （3）采用共沉淀法制备四氧化三铁（Fe3O4）纳米粒子；戊二醛为交联剂，反相悬浮聚合制备磁性壳聚糖交联微球（MCS）；以MCS微球为基球，SSS为功能单体，Aps为引发剂，采用表面引发接枝聚合法，制得磁性壳聚糖功能微球MCS-g-PSSS。通过研究MCS-g-PSS对MB的吸附，发现随着温度和浓度的增加，吸附量增加；随着pH的增加，MCS-g-PSSS对MB的吸附量也增加；随着盐加入量增加，吸附量先减小后增加，出现了一种“假”吸附现象。不同温度下的吸附动力学符合准二级吸附动力学模型；采用四种不同的吸附等温线模型拟合不同温度下MCS-g-PSSS对MB吸附等温线，拟合结果显示MCS-g-PSSS对MB的吸附符合Langmuir吸附。
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