甲壳素学习翻译

互推小编 2024-01-13

关键词:

甲壳素

埃洛石

疏水性油水分离

介绍

水污染是威胁全世界的一个严重问题；它不仅破坏生态环境，而且危害人类健康。目前，处理溢油的常用方法包括原位燃烧[1 号法、物理吸附[2 号法、化学处理[3 号法和生物技术[4 号法。物理吸附被认为是收集溢油的最佳方法，因为它易于处理，避免了对环境的二次污染。当进行物理吸附处理时，选择合适的吸附材料至关重要。理想的吸收材料应该具有疏水亲油的表面，并具有优异的吸收能力，同时，它应该是低成本和可回收的。尽管已经开发了用于油水分离的各种吸收材料，例如聚氨酯[5%、聚二甲基硅氧烷[6%、聚乳酸[7]和一些磁性尖峰颗粒[8]等。然而，环境不友好的工艺、低分离效率和低机械强度限制了这些吸收材料的大规模应用。

甲壳素/HNTs 复合海绵的疏水处理

海绵的疏水改性是根据先前的方法[34]进行的。将海绵浸入 60℃的 6.25% bomohexadecane 乙醇溶液中 4 小时，然后用乙醇洗涤海绵以除去额外的溴十六烷。溴十六烷可以与甲壳素和 HNTs 发生亲核取代，乙酰基被引入甲壳素。将甲壳素和 HNTs 复合海绵浸入由无水乙醇(阿拉丁，中国)和溴十六烷(阿拉丁，中国)组成的混合物中 24 h，无水乙醇和溴十六烷的体积比为 15: 1。最后，海绵用纯乙醇洗涤以除去过量的溴十六烷。然后将样品在 60℃干燥 24 小时。改性海绵分别编码为 M-几丁质、M-CT2N1、MCT1N1、M-CT1N2 和 M-CT1N4。改性海绵的制备过程如图 1 所示。

图 2 显示了水凝胶和相应海绵的外观。随着 HNTs 浓度的增加，水凝胶的颜色由透明变为白色。纯甲壳质水凝胶是透明的，甲壳质/HNTs 水凝胶由于混合 HNTs 而不透明。冷冻干燥后，所有海绵呈现白色。然而，随着 HNTs 添加量的增加，纯甲壳素海绵的形状明显收缩，而海绵的收缩程度降低。这是由于HNTs 在水凝胶中形成网络，抑制甲壳素网络的收缩。因此，添加 HNTs 可以提高甲壳素海绵的尺寸稳定性。HNTs 和甲壳素之间存在电子对键连接和氢键相互作用，因为 HNTs 和甲壳素都可以通过醚化作用与交联剂环氧氯丙烷相互作用，所以甲壳素-HNTs 复合海绵在油水分离实验中具有良好的稳定性。

甲壳素/HNTs 复合海绵的结构

从 XRD 图谱(图 3)来看，纯甲壳素海绵在约 20°处呈现宽散射峰，表明其为无定形态。HNTs 的特征峰为 2θ = 12.1、19.9、24.8、35、38.3 和 55。此外，18.1、30、48 和 52.5 处的杂质峰是由Fe3O4、FeO、长石(KAlSi3O8)、明矾(KAl3 (SO4)2(OH)6)、高岭石和其他杂质[42、43)的存在造成的。复合海绵的杂质峰消失，这可归因于碱在 HNTs 与甲壳素碱溶液混合过程中发生了反应并去除了杂质。氢氧化钠已经被用来纯化 HNTs，这在[43，44]中有很好的说明。甲壳素/氢化萘复合材料呈现甲壳素和氢化萘的所有峰。2θ = 12.1 时的(001)衍射峰对应于 0.74 纳米的基础间距，这表明复合材料中HNTs 层结构保持不变。此外，在 2θ = 19.9 和 24.8 处的衍射峰分别被分配到 HNTs 的(020，110)和(020)平面，[23，4547]。HNTs 在复合海绵中的衍射峰位置不变，表明甲壳素没有嵌入管壁夹层。衍射峰的强度随着 HNTs 浓度的增加而增加。XRD 结果证明 HNTs 均匀分散在甲壳素海绵中。然而，与(020，110)带相关的(001)反射强度随着 HNTs 比的增加而增加。这可能是由于 HNTs 通过界面相互作

用在甲壳质基质中发生了部分取向[16，33]。

图 4 显示了改性前后甲壳素/HNTs 复合海绵的 FITR 光谱。纯甲壳质在 3409 厘米(拉伸振动)，1660 厘米(拉伸振动，酰胺ⅰ带)，1558 厘米(弯曲振动，酰胺ⅲ带)，2881 厘米(拉伸振动)和 1033 厘米(拉伸振动)[48，49 处显示典型峰值。氢化丁腈橡胶的主要特征峰在 3693 厘米和 3621 厘米，与氢化丁腈橡胶内表面的铝羟基和硅羟基的拉伸振动有关。910 厘米处的峰值归因于内部羟基的弯曲振动。690 厘米处的峰值对应于硅氧拉伸振动和铝氧硅变形振动[5053]。甲壳素/硝酸纤维素复合海绵包含甲壳素和硝酸纤维素的所有峰，随着硝酸纤维素比例的增加，硝酸纤维素的特征峰更加明显。甲壳素/HNTs 复合材料的光谱中，外表面硅氧烷基团在 1033 cm 处的峰值强度降低。这表明外表面硅氧烷基团与几丁质[54，55]之间的相互作用。3621 厘米和 3693 厘米处的峰向更高的波数移动，这也表明甲壳质和 HNTs [29]之间的氢键相互作用。

结论

甲壳质/氢化萘复合海绵通过氢化萘在氢氧化钠/尿素溶液中的溶液混合制备，然后用溴十六烷疏水改性用于油水分离。甲壳素/HNTs 复合海绵呈现三维多孔结构。随着 HNTs 比的增加，多孔尺寸先减小后增大。HNTs 的加入显著提高了复合水凝胶和海绵的力学性能。亲脂性烷基的引入提高了海绵的亲油性和疏水性，从而增加了水接触角。改性后的复合海绵具有良好的亲油疏水性能和油水分离性能。海绵的分离效率高达 98.7%。环保型甲壳素/HNTs 复合海绵可作为油水分离的吸附剂。

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