基于殼聚糖的環(huán)境功能材料制備及應(yīng)用分析

王薇

文章分析了殼聚糖的涵義，同時(shí)闡述了殼聚糖的環(huán)境功能材料制備方法，最后通過大量資料文獻(xiàn)查閱后，對殼聚糖在去除水中金屬離子中的具體應(yīng)用情況進(jìn)行了研究。旨在采用科學(xué)手段減少環(huán)境污染，主要是降低重金屬污染程度。

殼聚糖涵義

殼聚糖存在于大自然中，是從脫乙酰處理后的甲殼素中提取出來的，因而其又被稱作是聚葡萄糖胺（1-4）-2-氨基-B-D葡萄糖。歷史上第一個(gè)殼聚糖是由法國人Rouget發(fā)現(xiàn)的。通過研究人們逐漸認(rèn)識到殼聚糖不僅在相容性方面表現(xiàn)良好，而且在生物功能性方面同樣表現(xiàn)較好，因而被看成一種安全性較好的微生物可降解物質(zhì)。據(jù)了解，殼聚糖已被人們應(yīng)用到化妝品、食品及金屬物回收提取等領(lǐng)域中，并取得了非常好的應(yīng)用效果.

制備及應(yīng)用

實(shí)驗(yàn)材料和實(shí)驗(yàn)設(shè)備。制備材料包括：磷酸氫二胺、硝酸鈣、殼聚糖、硝酸、乙酸、過氧化氫、無水乙醇、石油醚、液體石蠟、巰基乙酸、硝酸鈉、戊二醛以及聚乙烯醇。其中，除了殼聚糖是由70%的脫乙酰制的外，其他試劑均采購自國藥集團(tuán)。

制備流程。第一步是稱取殼聚糖（10g）放置到六百毫升的乙酸溶液（濃度為20%）中；第二步是待電爐溫度達(dá)到60攝氏度后，將裝有溶液的燒杯放在電爐上，并不斷進(jìn)行攪拌，直到完全溶解后，再向燒杯中加入20ml過氧化氫繼續(xù)進(jìn)行水解，直到便成黃色透明狀溶液便停止加熱；第三步是用氫氧化鈉（濃度為20%）將溶液PH值調(diào)節(jié)到10，并保持PH值不變；第四步是使用淀粉—碘化鉀試紙對過氧化氫進(jìn)行檢測，觀察其是否已經(jīng)被完全分解；第五步是過氧化氫被完全分解后，需使用乙酸將溶液PH值調(diào)至7，并使用離心機(jī)保留部分液體；第六步是將溶液濃縮蒸發(fā)到50ml，并向燒杯中加入少量的無水乙醇，使溶液沉淀；第七步是使用離心機(jī)，以每分鐘4000轉(zhuǎn)的速度離心處理沉淀溶液，然后使用乙醇清洗溶液（共3次）；第八步是清洗完成后將沉淀物放置到風(fēng)干干燥箱中（溫度控制在50攝氏度）進(jìn)行干燥，最后便得到殼聚糖（水溶性）。

應(yīng)用。采集樹葉后，第一部需用清水+洗滌劑洗凈烘干樹葉，并將樹葉劃分成三部分備用。首先需要做的是將樹葉均勻剪切，大小約1厘米，隨后取塊狀葉片（1g）放到燒杯中，然后向裝有樹葉的燒杯中倒入適量殼聚糖溶液，并于自動(dòng)攪拌機(jī)上連續(xù)攪拌兩小時(shí)，然后進(jìn)行過濾與烘干，隨后將10ml蒸餾水以及20ml硝酸倒入裝也干燥樹葉塊的燒杯中，再將燒杯放到電爐上加熱，直到溶液有白煙升起，最后應(yīng)過濾掉燒杯中的混合液體，并將液體裝入50ml容量瓶中，定容待測。

第二部分需要將樹葉磨成粉末狀，并將粉末狀葉片（1g）放到準(zhǔn)備好的燒杯中，隨后向燒杯中倒入適量殼聚糖溶液，接著將燒杯放到攪拌機(jī)上攪拌（2h），然后是過濾，過濾后應(yīng)向燒杯中加入蒸餾水及硝酸，分別為10ml、20ml，攪拌均勻后將其放到電爐上加熱到出現(xiàn)白煙，然后過濾處理并將液體部分留下，接著倒入容量瓶（50ml）中，定容待測。

第三部分是采集來的樹葉不用進(jìn)行處理，直接切碎并取1g樹葉放到準(zhǔn)備好的燒杯中，隨后向燒杯里加入同上述步驟等量的蒸餾水、硝酸，然后將混合物放到電爐上加熱產(chǎn)生白煙，緊接著濾出雜物，保留液體，同上述一樣需要將液體放到50ml容量瓶中，定容后檢測。

（1）測得結(jié)果

我們使用原子吸收監(jiān)測儀（北京達(dá)豐瑞儀器公司）對上述三種方式制得的液體（含重金屬）進(jìn)行監(jiān)測，最后測得的結(jié)果如表所示。

從上表中我們可以看出，將殼聚糖應(yīng)用在含有重金屬的固體中，主要分成兩種應(yīng)用情況進(jìn)行分析。第一種應(yīng)用情況使用的是塊狀樹葉去除法，這一方法去除Zn、Pb和Cu等重金屬的能力不夠顯著，分別是19.8%、25.4%以及45.2%；第二種應(yīng)用情況使用的是粉末狀樹葉去除法，這一種方法相較于前一種而言，去除Zn、Pb和Cu等重金屬的能力比較明顯，分別是48.2%、88.7%以及74.1%，究其原因主要是兩種方式在樹葉接觸面積上存在著較大差異，簡而言之便是粉末狀樹葉與重金屬接觸的面積明顯大于塊狀樹葉，因而殼聚糖在應(yīng)用過程中，去除重金屬的效果較好。查閱相關(guān)資料我們發(fā)現(xiàn)，樹葉組織結(jié)構(gòu)中含有的重金屬物質(zhì)最多，這便證明了將塊狀的殼聚糖浸泡起來用以去除重金屬，并不會起到良好的去除效果。

綜上所述，文章通過對殼聚糖的有關(guān)性質(zhì)進(jìn)行分析，闡述了其在去除重金屬物質(zhì)中，不同應(yīng)用方式所起到的應(yīng)用效果不同，簡單說來，即是殼聚糖應(yīng)用到不同形狀的樣品中對處理效果有很大影響。