【摘 要】
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本文研究了壳聚糖电化学降解方法。考察了电流密度、温度、支持电解质浓度、pH、壳聚糖初始浓度以及极板间距等因素对降解效果的影响,优化了降解条件,并研究了在特定极板间距
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本文研究了壳聚糖电化学降解方法。考察了电流密度、温度、支持电解质浓度、pH、壳聚糖初始浓度以及极板间距等因素对降解效果的影响,优化了降解条件,并研究了在特定极板间距下上述因素对壳聚糖降解动力学的影响。采用红外光谱、紫外光谱、X—射线衍射、热重分析等分析方法对壳聚糖和它的降解产物进行结构对比分析,探讨了壳聚糖的降解机制。主要研究内容及结果如下:(1)考察电流密度、温度、氯化钠浓度、初始pH、初始壳聚糖浓度、极板间距在电化学反应过程中对壳聚糖降解的影响,同时讨论了不同条件对于电流效率和能耗的影响。实验表明,电化学法可以有效降解壳聚糖,最佳的试验条件为:电流密度0.8 A·dm-2、温度60℃、氯化钠浓度25 g·L-1、pH值4.5、壳聚糖浓度16 g·L-1以下,极板间距30~40 mm。结果表明在最优条件下10 g·L-1的壳聚糖溶液在降解2.0h后,壳聚糖平均分子量从710000降至约865。(2)将降解后所得壳聚糖进行红外光谱、紫外光谱、X—射线衍射、热重分析等分析。通过表征测试说明,电化学降解产物的官能团、结构单元基本没有改变。推断出电化学法降解机制是壳聚糖的糖苷键被打开并生成还原性的半缩醛羟基。(3)在不同电流密度、温度、氯化钠浓度、初始pH、初始壳聚糖浓度下,研究了壳聚糖电化学降解的动力学。考察了本实验条件范围内,速率常数k和各反应条件之间关系。由实验结果证实了在一定范围内,与降解解时间t线性关系较好,表明壳聚糖电化学降解属于无规降解过程。在一定实验条件下,增大电流密度、提高反应体系温度、增大氯化钠浓度能有效提高降解速率;而增大壳聚糖溶液的初始浓度对反应不利。电解液的初始pH最佳值是4.5。
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