CTA季铵化壳聚糖合成条件的优化及其结构表征_杨春生

Vol.172004年12月功能高分子学报JournalofFunetionalPolymersN0.4Dee.2004CTA季按化壳聚搪合成条件的优化及其结构表征’杨春生1“,蔡照胜,,2~,王佛堂“,许琦`,严金龙,(1.盐城工学院化工系,江苏盐城24003;2.南京工业大学理学院,江苏南京210009摘要:以3一氛一2一舟丙基三甲基氛化按(CTA)为改性剂,在碱性条件下制备了水溶性壳聚糖季按盐,并以该产物对C介以一的絮凝去除率为基准优化了合成条件,用IR和`H一NMR表征了产物结构。结果表明,优化的合成条件为:反应时间为10.oh,温度为65.。℃,mNao。/mcTs一1.0,mcr*/mcrs一4.。。在此条件下合成的产物对C介。子一的最大去除率达94.39%,壳粟糖的季接化反应主要发生于q位的氛基上。关键词:3一氛一2一舟丙基三甲基氛化按;接枝改性;壳聚糖季按盆中图分类号:0631.1文献标识码:A文童编号:1008一9357(2004)04一0649一04壳聚糖是甲壳素在浓碱中脱乙酞基得到的天然聚氨基多糖类线性高分子化合物,它保持了甲壳素具有的易生物降解、良好的生物相容性与吸附性及自身无毒等特性,且其溶解性也比甲壳素有所改善1[]。壳聚糖因具有良好的吸附性及对金属离子的赘合性使其已作为环境友好的水处理剂而用于废水中金属离子、贵金属和放射性元素的去除或回收l[]。但因壳聚糖只能溶于pH簇3一5的水溶液及酸性溶剂(如乙酸等)而不溶于中性及高pH的溶液,使它的进一步应用受到了限制,因而对壳聚糖进行化学改性改善其溶解性以拓宽其应用范围的研究成为近三十多年来壳聚糖研究的重点l[,2,6,’3。其中季钱化改性壳聚糖由于所用原料经济、方法简单、操作方便而应用广泛,所用的季铰化试剂主要有环氧丙基三甲基氯化钱(GTMAC)等仁2一’〕。考虑到3一氯一2一经丙基三甲基氯化按(CTA)是合成GTMAC的中间体并且在淀粉、纤维素等的化学改性中已有广泛应用,本文以CTA对壳聚糖进行接枝改性,通过季钱盐基团的引入制得水溶性壳聚糖季按盐,并根据它对Cr:。手一的絮凝去除率优化了合成条件。1实验部分1.1实验材料壳聚糖(CTs):脱乙酞度)90%,生化试剂,上海蓝季科技发展有限公司;CTA溶液:自制,质量浓度为55.659/L(电位滴定法测定);NaOH:优级纯,天津化学试剂三厂;其它试剂均为分析纯。1.2CTA季按化壳聚糖【CTA.CTS)的合成取4.09壳聚糖置于四颈瓶中,加人计量的w一0.40的NaOH水溶液和50mL异丙醇,搅拌下加热至50.。℃并恒温碱化4h;滴加计量体积的CTA溶液,控制滴加速率使物料温度不高于反应温度,然后升温至50℃并恒温反应一定时间后出料;料浆用w~。.10盐酸调节pH至7.0后抽滤;滤渣用60mL甲一0.85的甲醇水溶液浸泡洗涤并抽滤(反复三次),再用50mL无水乙醇浸泡洗涤抽滤(反复三次);最后将物料置于红外干燥器中,在温度不高于90.0℃下干燥至恒重,即得CTA一CTS。产物置于干燥器内备用。1.3CTA一CST絮凝C八氏-取不同条件下制备的CTA一CTS0.5009用50mL蒸馏水溶解,若不能完全溶解可通过加人0.10mol/L的盐酸促其溶解;溶液移到100mL容量瓶中并定容得到质量浓度为5.009/L的CT-ACTS溶收稿日期:2004一03一29墓金项目:江苏省环保基金资助项目(2002031)第一作者简介:杨春生(1952一),男,江苏盐城人,硕士,教授,主要从事物理化学和应用化学方面的教学和研究工作.通讯联系人:联系电话:0515一5535195.-Email:jsy-cezs@163.com.DOI:10.14133/j.cnki.1008-9357.2004.04.024650·杨春生,蔡照胜,王锦堂,许琦,严金龙液。分别移取100mL含Cr(VI)的模拟电镀废水(内含40.0mg/LCr20子一)置入10mL具塞三角烧瓶中,向每一烧瓶中加人2.0oL配好的CTA一CTS的溶液,并用0.10mol/L的盐酸或氢氧化钠水溶液调节其pH分别为2.0、3.0、4.0、5.0、6.0、7.0、5.0(PHs3e精密数字pH计测定,上海雷磁仪器厂)。将烧瓶置于恒温水浴振荡器上振荡10min后静置6.oh。用756CRT型分光光度计(上海精密科学仪器有限公司)测定处理前后的Cr(班)浓度,显色剂为二苯碳酞二脱。Cr(VI)的去除率根据含Cr(VI)模拟电镀废水在用CTA一CTS溶液处理前后Cr(H)的质量变化确定,计算式如式(1):Cr(VI)去除率-CoVo一CIVICoV。X100多(1)式中:C。为Cr(VI)初始质量浓度(g/L);C,为处理后Cr(VI)质量浓度(g/L);V。为初始体积(L)