CCS-DETA凝胶球的制备及其对甲基橙的吸附性能

壳聚糖是天然多糖甲壳素经脱乙酰作用获得的聚合物,具有生物降解性、生物相容性、无毒等多种生理功能.壳聚糖广泛应用于食品添加剂、纺织、农业、环保、美容保健、化妆品等行业.其分子中的羟基和氨基可以形成活性界面,吸附染料分子,但由于机械强度和化学稳定性较弱,直接应用受到限制,需要进行化学改性.本工作以壳聚糖(CS)为基体,戊二醛(GA)为交联剂,二乙烯三胺(DETA)为改性剂,采用溶胶-凝胶法制备壳聚糖(CCS-DETA)水凝胶珠,研究了 CCS-DETA水凝胶珠对废水中甲基橙(MO)的吸附性能,讨论了 pH值、初始浓度、吸附等温线和动力学等因素的影响,并采用傅立叶红外光谱(FTIR)、场发射扫描电镜(FESEM)和X射线光电子能谱(XPS)对CCS-DETA水凝胶微球的微观结构和吸附机理进行了表征分析.结果表明,CCS-DETA在低pH条件下发生质子化,吸附过程中与带负电荷的MO分子发生静电作用.在较高pH值下,MO上的O和N原子可与CCS-DETA上的羟基形成氢键.吸附结果表明,CCS-DETA水凝胶珠对MO有良好的吸附效果.当CCS-DETA水凝胶珠的剂量为30mg、MO的初始浓度为20mg/L、pH值为2、反应时间为12h时,MO去除率可达91.33％,且CCS-DETA水凝胶珠表现出良好的稳定性.吸附动力学和热力学表明,吸附过程符合准一级动力学模型和Langmuir等温吸附模型.在温度为313.15 K时,MO的最大吸附量可达到209.68 mg/g.本研究表明,CCS-DETA可以通过氨基和羟基有效地吸附水中的MO,为染料废水的处理提供了一种潜在的方法.