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吸水胶是一种新型功能高分子材料,因其具有良好的吸水性、保水性、反复吸水性能和耐盐性,被广泛地应用到卫生用品材料、林业、农业等领域;由于具有三维空间结构,水凝胶亦被用作吸附剂去除或分离水体中的重金属离子。壳聚糖是一种天然高分子化合物,易与一些功能性基团结合生成具有生物可降解和无毒等特性的新型吸水胶。本文研究了无引发剂和交联剂下使用常规加热方法制备壳聚糖新型超吸水胶,亦研究了尿素等混合溶剂下使用引发剂制备壳聚糖超吸水胶,同时研究了吸水胶对重金属离子的吸附情况。本研究的主要目是探讨对人体更加友好的超吸水胶的制备方法和增加吸水能力的制备方法,同时期望对重金属离子亦有较好的吸附性能。本文的具体研究内容如下:(1)以壳聚糖和丙烯酸为原料,在常规油浴加热且无任何有机助剂存在的条件下,合成出新型的壳聚糖-丙烯酸吸水胶(CTS-PAA)。运用FT-IR,TGA,XRD,13CNMR和元素分析等表征手段推测吸水胶的结构。考察吸水胶的吸水性能,实验结果表明:反应时间1h;丙烯酸:壳聚糖为3mL:1.0g;丙烯酸中和度80%;反应温度80℃时产物有最好的吸水能力。此时,吸水胶对蒸馏水、自来水及0.9%NaCl水溶液的吸液率分别为644、278、33g.g-1。(2)利用响应面法(RSM)探讨了CTS-PAA对Pb2+和Cu2+的吸附性能,运用FT-IR考察吸附剂的结构和吸附机理的推测。实验结果表明:在pH=5.35和金属离子初始质量浓度为600mg.L-1的条件下,CTS-PAA对Pb2+、Cu2+的最大吸附量分别是290.7mg.g-1和158.9mg.g-1。CTS-PAA对Pb2+和Cu2+的吸附模型符合拟二级动力学和Langmuir模型。吸附热力学研究表明,吸附过程G<0,说明吸附是自发进行的;焓变ΔH<0,即吸附是放热过程,降温有利于吸附进行;熵变ΔS>0,即吸附过程可能是无序的。(3)以氢氧化钠和尿素为溶剂代替有机酸在-4℃环境下处理壳聚糖,然后与丙烯酸作用,制备壳聚糖-丙烯酸吸水胶。运用FT-IR表征产物的结构,考察吸水胶的吸水性能,实验结果表明:最佳条件下合成出的产物对蒸馏水、自来水、NaCl溶液、人工尿液的吸收能力依次为1997、647、102、72g.g-1。同时考察了吸水胶对Pb2+和Cu2+的吸附性能,在pH=5.35时,吸水胶对初浓度为0.01mol.L-1的Pb2+和Cu2+的吸附量分别达到357.52、175.11mg.g-1。