Page 153 - 《精细化工》2023年第2期
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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 ·375·
2.3 FTIR 分析 特征峰基本消失，而 2θ=20.7°处变成弱而宽的峰。
CS、DCS、PDA/DCS 的 FTIR 谱图如图 4 所示。 说明氧化后 CS 分子内部大量氢键被破坏，结构有
序性大大降低，结晶度下降明显 [17] ，DCS 结构变得
疏松，染料更易进入，有利于提高其吸附性能。与
DCS 相比，PDA/DCS 仍是 DCS 的晶形结构，且特
征峰强度无明显变化。这是由于 PDA 以无定形为主 [21] ，
引入会降低 DCS 的结晶度，但 DCS 与 PDA 之间的
共价和非共价结合使复合产物结晶度有所增加，最
终导致 PDA/DCS 结晶度变化不大，其多孔结构仍
较稳定，但吸附活性位点增加，吸附性可进一步提高。
2.5 DCS 与 PDA/DCS 对胭脂红的吸附性能分析
2.5.1 pH 与温度对吸附性能的影响
图 4 CS、DCS 与 PDA/DCS 的 FTIR 谱图 按 1.7 节步骤，在胭脂红初始质量浓度为 300 mg/L，
Fig. 4 FTIR spectra of CS, DCS and PDA/DCS 吸附时间 5 h 条件下，测定 DCS 和 PDA/DCS 分别
在不同 pH 或不同温度下对胭脂红溶液的吸附曲线，
–1
由图 4 可见，CS 在 1632 和 1593 cm 为酰胺Ⅰ
结果如图 6 所示。
带的 C==O 伸缩振动峰和属于酰胺Ⅱ带的 N—H 弯
曲振动峰；经氧化后的 DCS 除了具有以上 CS 的特
–1
征吸收峰外，在 1740 cm 处出现新的吸收峰，归属
于醛基 C==O 的伸缩振动峰 [18] ，这证明了 CS 被成
功氧化。与 DCS 的红外谱图相比，PDA/DCS 在 1645
–1
–1
cm 处吸收峰明显加强，而在 1740 cm 处归属于醛
基的 C==O 特征吸收峰明显减弱，这主要归因于 DCS
的醛基与 PDA 发生了席夫碱反应生成新的 C==N 键
–1
与 1645 cm 附近吸收峰产生重叠 [19] 。此外，DCS
在 3281 cm –1 处归属于羟基—OH 的宽吸收峰，在
PDA/DCS 谱图中向高波数发生细微偏移，强度略增
强，可能是由于 DCS 与 PDA 分子内氢键作用所致。 图 6 不同 pH 与温度对 DCS 与 PDA/DCS 吸附胭脂红的
2.4 XRD 分析 影响
CS、DCS、PDA/DCS 的 XRD 衍射谱图如图 5 Fig. 6 Effects of different pH and temperature on adsorption
所示。 of carmine by DCS and PDA/DCS
由图 6 可知，pH 在 1~7 内，DCS 和 PDA/DCS
随 pH 的增加其吸附量变化趋势基本一致，但 PDA/
DCS 的吸附量明显高于 DCS，主要因为 PDA/DCS
反应位点和活性基团数量优于 DCS。DCS 在 pH 为
2 时对胭脂红的吸附性最佳，其吸附量为 605.2 mg/g；
而继续增加 pH 趋向中性时，DCS 的吸附量逐渐下
降，这是由于当 pH 较高时，DCS 分子上的氨基和
羟基去质子化，会降低对胭脂红的吸附能力。与 DCS
相比，PDA/DCS 在 pH 为 3 时吸附性最佳，其吸附
量为 743.8 mg/g。可见 PDA/DCS 的最适吸附 pH 较
图 5 CS、DCS 与 PDA/DCS 的 XRD 图
Fig. 5 XRD patterns of CS, DCS and PDA/DCS DCS 有所变化，这可能是由于接枝 PDA 后，在 DCS
分子链中引入了大量的苯醌、氨基和羟基，增加了
由图 5 可见，CS 在 2θ=11.5°、20.7°处有两个 静电吸引和氢键作用等；此外，PDA 的芳香环结构
明显的衍射峰，分别对应 CS 结晶形态Ⅰ的(020)晶 是一个共轭体系，含有丰富的 π 电子云 [22] ，能与胭
面和结晶形态Ⅱ的(100)晶面 [20] 。与 CS 相比，DCS 脂红结构中萘环上的 π 电子之间形成 π-π 相互作用
的特征衍射峰的强度明显下降，特别在 2θ=11.5°处 力，最终导致吸附胭脂红分子的 pH 适用区间有所
