毕业论文课题相关文献综述

文 献 综 述

1.1 研究背景

分子筛是指具有均匀的微孔，其孔径与一般分子大小相当的一类物质。分子筛的应用非常广泛，可以作高效干燥剂、选择性吸附剂、催化剂、离子交换剂等，常用分子筛为结晶态的硅酸盐或硅铝酸盐，是由硅氧四面体或铝氧四面体通过氧桥键相连而形成分子尺寸大小的孔道和空腔体系，因吸附分子大小和形状不同而具有筛分大小不同的流体分子的能力。NaX分子筛是一种微孔的，且具有良好的三维硅 - 氧化铝结构。它是天然存在的硅铝酸盐矿物八面沸石^[1]。

壳聚糖又称脱乙酰甲壳素，是由自然界广泛存在的几丁质(chitin)经过脱乙酰作用得到的，化学名称为聚葡萄糖胺(1-4)-2-氨基-B-D葡萄糖^[2]。自1859年，法国人Rouget^[3]首先得到壳聚糖后，这种天然高分子的生物官能性和相容性、血液相容性、安全性、微生物降解性等优良性能被各行各业广泛关注，在医药、食品、化工、化妆品、水处理、金属提取及回收、生化和生物医学工程等诸多领域的应用研究取得了重大进展。

现今大量废水中有毒金属含量升高，被排出到环境中是被作为工业废弃物。对人类健康、生物资源和生态系统都构成严重威胁。几个行业的废水中含有大量铜离子，导致严重的水污染。铜虽然是一种必需元素，但剂量稍大将引起代谢紊乱。因此需要对含铜废水进行处理。其处理方法有化学沉淀，超滤和吸附。本章将对NaX生物质球的成型的合成，分子筛/生物质杂化微球的合成和沸石分子筛的成型合成的研究进展，进行文献综述。

1.2生物质微球的合成的研究进展

随着科技水平的快速发展，生物质的研究为人类提供了很大帮助，在生活生产中尤为突出。生物质材料有纤维素、淀粉、蛋白质、甲壳素、壳聚糖、木质素、环糊精、半纤维素、魔芋葡甘聚糖、海藻酸钠、黄原胶、木材、作物秸秆、竹材等，其中壳聚糖在当今科学领域的地位尤为重要，其具有良好的生物相容性、生物可降解性、天然无毒、抑菌性、抗肿瘤、增强免疫及抗氧化活性等，在医药、食品、农业、生化、化工、环保等诸多领域都有一定的应用价值^[4]。近年来以壳聚糖及其衍生物为原料的有关栓塞剂一直是研究的热点。

壳聚糖是由甲壳素脱乙酰后的产物，后者主要是从甲壳类动物，如：小虾、螃蟹、龙虾和鱿鱼等的壳中提取，是自然界中含量仅次于纤维素的第二大生物质^[5]。壳聚糖中存在的大量胺基，使其对众多重金属离子具有很好的吸附性能；此外，壳聚糖生物相容性好、无毒、可生物降解，在一些伤口敷料、药物载体、组织工程材料等生物医学领域具有广泛应用；制备环境友好型产品、可回收催化剂、生物相容性材料、无机/有机杂化材料等。其中壳聚糖的一个显著特性是吸附能力。许多低分子量的材料，比如金属离子、胆固醇、甘油三酯、胆酸和有机汞等，都可以被壳聚糖吸附。特别是壳聚糖不仅可以吸附镁、钾，而且可以吸附锌、钙、汞和铀。壳聚糖的吸附活性可以有选择地发挥作用。这些金属离子在人体中浓度太高是有害的。比如，血液中铜离子（Cu² ）浓度过高会导致铜中毒，甚至产生致癌后果^[6-8]，现已证明壳聚糖是高效的螯合物介质。以壳聚糖为原料，采用乳化-交联法制备壳聚糖微球，得到的球微球表面光滑、球形完整、形状规则。

1.3分子筛/生物质杂化微球的合成进展

分子筛作为一种吸附剂由于其比表面积非常大和较高的晶内扩散速率, 因而相对于一般吸附材料有更大的吸附容量和较短的吸附时间, 是较为理想的固相萃取吸附剂。对于吸附应用，经常报道分子筛展示出高的吸附二价吸着物吸附能力。埃德姆^[9]等报道称，天然分子筛的吸附几种二价金属阳离子潜力巨大，可作为活性炭的替代。而Biskup等^[10]人曾使用A型分子筛作为离子交换材料，其中还有一个吸附铜，镉和镍巨大潜力。但因其存在结构较传统吸附剂不稳定, 而且价格较高, 在应用上具有一定难度。

为解决上述问题, 近年来人们将分子筛与不同材料进行复合, 制备出不同型号的复合吸附剂。通过向廉价吸附剂中加入适量的分子筛, 使其获得分子筛的结构优势, 生成一种比表面积大、晶型扩散速率快、成本低的吸附材料^[11-13]。本文将研究分子筛与生物质杂化的复合微球对铜离子的吸附性。制备混合球主要有三种方法：共混法、溶胶-凝胶法和水热法。本章将突出介绍溶胶-凝胶法。