Page 152 - 《精细化工》2023年第2期

·374· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 40 卷

胭脂红吸附性能的影响，结果如图 1 所示。其中，高 量进一步增加；同时 PDA 的引入也使 PDA/DCS 表
碘酸钠质量浓度为 0 时，表示为原 CS 和 PDA/CS 吸 面变得粗糙 [12] 。由图 3 可见，DCS、PDA/DCS 吸附
附材料。 材料孔径分布大部分集中在 40～100 nm，说明两种
材料均以大孔结构为主，其中 PDA/DCS 孔径相对
偏小一些，这与 SEM 结果基本一致。从表 1 可知，
相比原 CS，DCS 密度下降而孔隙率和比表面积明显
2
上升，分别提升到 90%和 46.26 m /g，这有利于 DCS
吸附位点的增加；而 PDA/DCS 的孔隙率和比表面
2
积增至 95%和 51.78 m /g。由上述分析可见，构筑
丰富的孔道结构和较高的比表面积可进一步促进
PDA/DCS 吸附材料对染料的吸附。

图 1 不同氧化度的 DCS 以及接枝 PDA 后 PDA/DCS 对
胭脂红吸附性能的影响
Fig. 1 Effects of DCS with different oxidation degrees and
grafted PDA on adsorption of carmine

根据文献 [16] 可知，每氧化 1 mol CS 的氨基葡萄
糖会生成 2 mol 醛基，因而，DCS 氧化度可间接反
映醛基生成量。由图 1 可见，随着高碘酸钠质量浓
度的提高，CS 氧化度开始明显上升，醛基含量不断
提高；当高碘酸钠质量浓度为 32 g/L 时，其氧化度
增幅不明显，这可能是由于生成的醛基含量较高时，
醛基与附近糖单元上的氨基和羟基等可形成分子内
或分子间中间体，会阻碍氧化反应的进行。
从图 1 中还可见，与原 CS 相比，DCS 对胭脂

红的吸附量明显增加，说明选择性氧化可以有效提 图 2 CS（a、b）、DCS（c、d）和 PDA/DCS（e、f）的
高 CS 对胭脂红的吸附效果，这主要是由于—CHO 的 SEM 图
增加以及氧化降解所产生的活性基团可及度提高； Fig. 2 SEM images of CS (a, b), DCS (c, d) and PDA/DCS (e, f)

引入富含活性基团的 PDA 可进一步增加 DCS 的吸
附能力，而 PDA/DCS 较 DCS 对染料的吸附量更佳。
此外，DCS 和 PDA/DCS 的吸附量随氧化度增加均
明显提升，但当氧化度达到 26%以上时，两者的吸
附效果均有所下降，可能是 CS 经较大程度氧化后
结构松散，且醛基较多时易与本身基团产生自交联 [17] ，
反而不利于吸附作用。因此，选用高碘酸钠质量浓度
为 16 g/L，此时 DCS 和 PDA/DCS 吸附效果最佳。
2.2 SEM 及孔隙率、比表面积、孔径分布分析

CS、DCS 和 PDA/DCS 的 SEM 如图 2 所示，其
图 3 DCS、PDA/DCS 的孔径分布
中各吸附材料的密度与孔结构测试结果如图 3 和表 Fig. 3 Pore diameter distribution of DCS and PDA/DCS
1 所示。由图 2 可见，CS 在冷冻干燥后表面存在少
量的褶皱，由于其具有较高的黏度及分子量，CS 表 表 1 DCS 与 PDA/DCS 的密度、孔隙率和比表面积
Table 1 Density, porosity and specific surface area of DCS
面孔隙较少；与 CS 相比，DCS 表面呈现出片层状 and PDA/DCS
多孔结构，且孔与孔之间相互贯穿，说明在对 CS 吸附材料 密度/(mg/cm ) 孔隙率/% 比表面积/(m /g)
3
2
的 C2、C3 位置选择性氧化后，发生一定的降解， CS 15.57 68 10.33
结构开始孔隙化；由图 2e、f 可以看出，DCS 和 PDA DCS 11.24 90 46.26
分子链之间作用形成的片层相互链接，内部孔隙数 PDA/DCS 10.53 95 51.78