两种壳聚糖质活性炭的制备及其性能研究

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活性炭是一种具有巨大的比表面积的吸附剂,其具有丰富孔隙,制作活性炭的主要原料是所有富含碳元素的有机材料,如木材、果壳、椰壳、核桃壳、煤等,主要化学成分是碳元素及少量的氢元素、氮元素、氧元素、灰分。原料在活化炉中,通过热解作用被转换成活性炭,复杂的孔隙结构和巨大的表面积慢慢的形成。为增加活性炭的应用价值,通常会为活性炭进行改性,一般的改性方法有物理改性法与化学改性法两种:一、物理改性法:热处理法、微波法;二、化学改性法:化学气相沉积法、化学浸渍改性法、负载金属改性法、还原改性法、氧化改性法。改性活性炭被广泛运用于很多领域,如,水处理行业、食品行业、医药行业、环保行业等。  壳聚糖是甲壳素脱乙酰化后的产物,为一种天然线性的高分子聚合物,有无味、无臭、无毒性,易降解等特点,壳聚糖通过改性提高其性质,改性方法有,一、化学改性法:酰化改性、交联、烷基化改性、季铵化改性、接枝共聚改性、酸酯化改性;二、物理改性;三、复合改性。壳聚糖的应用广泛,如,处理重金属、处理非金属物、处理各类废水等。  载银活性炭是将银离子交换进活性炭的微孔中,再进行高温固定而形成的新材料,其中银是一种在19世纪就被发现的抑菌剂,其良好的抑菌性能提高了载银活性炭的抑菌性,致使此活性炭材料不仅具有良好的吸附性,更具有强化的抗菌性,能有效的防止活性炭的二次污染。  本文研究了两种新型活性炭,其一是利用壳聚糖作为原材料,以微波技术进行制作,并制作成为新型壳聚糖质活性炭,另外一种同样以壳聚糖作为原材料,以微波技术进行制作,硝酸银为银处理剂,并制作成为新型壳聚糖质载银活性炭,并研究了此载银活性炭的银流失情况。以及研究了此两种活性炭对于革兰氏阴性菌(大肠杆菌)以及革兰氏阳性菌(金黄色葡萄球菌)的抑菌情况,对于亚甲基蓝的吸附清除的能力,以及对亚硝酸钠的吸附清除的能力,结果显示,(1)银流失量:最适条件:壳聚糖浓度0.04g/mL,制作温度20℃,硝酸银浓度500ug/mL;(2)抑菌性:载银活性炭的抑菌效果优于活性炭,此载银活性炭的抑菌机理是絮凝沉淀,再吸附,最适条件:载银活性炭投入比例为0.01 g/mL,硝酸银浓度为500μ g/mL,壳聚糖浓度0.04g/mL,抑菌率可高达100%;(3)亚甲基蓝吸附性:活性炭的吸附性优于载银活性炭,对活性炭吸附的最佳吸附条件:样品投入比例为0.03g/mL,活性炭吸附时间为60min,亚甲基蓝体积为10mL,活性炭吸附温度为50℃,清除率可高达80%以上;(4)亚硝酸钠吸附性:活性炭的吸附性优于载银活性炭,对活性炭吸附的最佳吸附条件:样品投入比例0.0067g/mL,活性炭吸附时间为60min,亚硝酸钠体积为15mL;活性炭吸附温度为40℃,吸附率可高达98%以上。  本文观察了两种新型活性炭(壳聚糖质活性炭、壳聚糖质载银活性炭)的性质,研究此两种活性炭的应用价值,以期望为活性炭在各类工业,如活性炭行业、食品制作行业、环境保护行业、医药用品行业等行业中的应用情况提供理论依据。
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