Page 151 - 《精细化工》2023年第2期
P. 151

第 2 期                    金海军，等:  聚多巴胺改性双醛壳聚糖的制备及其吸附性能                                    ·373·


                                                                                               3
            公司；BenchTop Pro 型冷冻干燥机，美国 SP 公司；                   式中：d 为吸附材料的密度，mg/cm ；P 为吸附材
            UV-4802S 型紫外-可见分光光度计，上海尤尼柯仪                        料的孔隙率，%；W 0 为吸附材料的质量，mg；V 1
            器有限公司；Bruker TENSOR  Ⅱ型傅里叶变换红外                     为仅有无水乙醇时的体积，L；V 2 为浸入吸附材料
            光谱仪，德国布鲁克公司；S4800 型扫描电子显微                          后的体积，L；V 3 为将吸附材料从量筒中取出剩余
            镜（SEM），日本日立公司；MXPAHF 型 X 射线衍                       的无水乙醇体积，L；（V 2 –V 1 ）和（V 1 –V 3 ）分别为
            射仪，日本玛珂公司；Vario EL Cube 全自动元素分                     吸附材料的骨架和孔的体积，L。
            析仪，德国元素分析系统公司；ASAP 2460 型全自                        1.5   比表面积及孔径测试
            动比表面及孔径分析仪，美国麦克默瑞提克（上海）                                使用全自动比表面及孔径分析仪测定吸附材料
            仪器有限公司。                                            的比表面积及孔径。
            1.2  PDA/DCS 吸附材料的制备                               1.6   形态结构表征
            1.2.1  DCS 的制备                                         SEM：样品喷金处理后通过扫描电子显微镜进
                 分别称取 5 份 2.5 g 的 CS 置于 5 个盛有 100 mL           行微观形貌分析，扫描电压 15 kV。FTIR：采用 KBr
            质量分数为 1%的冰醋酸溶液中，磁力搅拌 3 h 直至                        压片法对样品的红外光谱进行测定，扫描范围为
            CS 完全溶解；分别向上述溶液中加入 0、0.4、0.8、                      400~4000 cm ，扫描 120 次。XRD：管电压 36 kV，
                                                                          –1
            1.6、3.2 g 高碘酸钠（即质量浓度为 0~32 g/L），立即                 管电流为 30 mA，扫描范围 2θ 为 5°~80°，扫速为
            避光搅拌反应 3 h 后，加入 10 mL 0.1 mol/L 的乙二                2 (°)/min。
            醇溶液终止反应。将终止反应后的溶液倒入透析袋                             1.7    染料吸附实验
            中于去离子水中透析 3 d，再将溶液置于–80  ℃下冷                           将胭脂红粉末溶解于去离子水中配成质量浓度
            冻 12 h 后，放入冷冻干燥机中干燥 3 d，制得约 2 g                    为 100~700 mg/L 的胭脂红溶液，分别将 0.02 g DCS
            轻质的 DCS 吸附材料，密封保存。                                 与 PDA/DCS 投入到 50 mL 胭脂红溶液中，振荡吸
            1.2.2  PDA/DCS 的制备                                 附一定时间后，测定上清液在最大吸收波长 510 nm
                 称取 3.03 g（0.025 mol）Tris 于烧杯中，加入              处的吸光度（标准曲线方程为：y=0.0066x+0.1112，
            适量的去离子水充分溶解后，再用 1 mol/L 的稀盐                        R =0.9997)。通过控制变量，探究胭脂红溶液 pH、
                                                                2
            酸调节 pH 至 8.5，移至 500 mL 容量瓶中定容，配                    温度、吸附时间、胭脂红溶液初始质量浓度对吸附
            成 0.05 mol/L 的 Tris-HCl 缓冲溶液。称取 DA 0.3 g           效果的影响。吸附剂对染料的吸附量按下式计算：
            （0.002 mol）置于烧杯中，加入 20 mL 的 Tris-HCl                               q t =(ρ 0 –ρ t )V/m       （ 4）
            缓冲液，搅拌溶解后静置反应 3 h，直至溶液变为棕                          式中：q t 为吸附 t 时刻对应的胭脂红的吸附量，mg/g；
            褐色，DA 聚合形成 PDA。称取 0.3 g  经过质量浓                     ρ 0 与 ρ t 分别为胭脂红溶液初始质量浓度和吸附平衡
            度为 16 g/L 高碘酸钠氧化制得的 DCS 置于 60 mL
                                                               时的质量浓度，mg/L；V 为胭脂红溶液的体积，L；
            质量分数为 1%的冰醋酸溶液中搅拌充分溶解后，倒                           m 为吸附剂的质量，g。
            入上述棕褐色的 PDA 溶液中，并加入 20 mL 无水乙                      1.8  PDA/DCS 的重复使用性能实验
            醇，静置反应 12 h。将反应后的溶液装进透析袋中                              将吸附平衡后的 PDA/DCS 在 2500 r/min 离心
            透析 3 d 后，将其倒入 24 孔细胞培养板，经80  ℃下                   2 min 后分离出来，浸泡在 100 mL 0.1 mol/L 的 HCl
            冷冻 12 h 后，放入冷冻干燥机中干燥 3 d，制得约
                                                               溶液进行脱附，脱附平衡后用去离子水洗涤至中性，
            2.4 g 轻质的 PDA/DCS 吸附材料，密封保存。
                                                               取出后于 60  ℃烘箱干燥至恒重，再将其进行下一
            1.3   DCS 氧化度测定
                                                               次吸附实验。重复上述操作进行脱附再生使用 5 次，
                 利用元素分析仪测定高碘酸钠氧化制得的 DCS                        按下式计算吸附率：
            中的 C、N 元素含量，通过下式          [14] 计算 DCS 的氧化度：                     R/%=(ρ 0 –ρ e )/ρ 0 ×100    （5）
                F OX =[w(N)(2F A +6)–w(C)]/[w(C)(F A –1)]   （1）
                                                               式中：R 为吸附率，%；ρ 0 和 ρ e 分别为吸附初始和
            式中：F OX 为 DCS 的氧化度，%；w(N)为 DCS 中 N
                                                               吸附平衡的染料质量浓度，mg/L。
            元素的质量分数，%；w(C)为 DCS 中 C 元素的质量
            分数，%；F A 为原 CS 中乙酰氨基的质量分数，为 5%。                    2   结果与讨论
            1.4   密度与孔隙率测定
                 采用液体置换法       [15] 测定吸附材料的密度和孔隙               2.1   高碘酸钠氧化对 DCS 和 PDA/DCS 吸附性能的
            率，无水乙醇用作替换溶剂。DCS 与 PDA/DCS 吸                           影响
            附材料的密度与孔隙率按下式计算：                                       在胭脂红初始质量浓度 100 mg/L、温度 25  ℃、
                             d=W 0 /(V 2 –V 3 )        （2）     pH=5、吸附时间 3 h 条件下，不同高碘酸钠质量浓度
                       P/%=(V 1 –V 3 )/(V 2 –V 3 )×100    （3）   对 DCS 的氧化度以及 DCS 和相应 PDA/DCS 材料对
   146   147   148   149   150   151   152   153   154   155   156