戊二醛交聯殼聚糖膜的性能研究

王俊萍 于樹昌

臨邑縣環境保護局

戊二醛交聯殼聚糖膜的性能研究

王俊萍 于樹昌

臨邑縣環境保護局

對制備好的G-CTS膜進行性能研究，分別對G-CTS膜的吸水性、溶脹度、抗拉伸力、比表面積等性能進行測試，并與CTS膜進行對比，實驗證明經過戊二醛交聯的G-CTS膜性能更加優良。

G-CTS膜；抗拉伸力；比表面積；紅外

1 前言

本文利用已經做好的戊二醛交聯殼聚糖膜(G-CTS膜)進行性能研究實驗，分別對G-CTS膜的親水性、溶脹度、抗拉伸力、比表面積等性能進行測試，并與沒有經過交聯的CTS膜進行對比，說明戊二醛交聯的殼聚糖性能更加優良。

2 實驗部分

2.1 親水性和溶脹度實驗

首先將G-CTS膜剪成三份，每一份的大小為1.6×2.0cm，再放入烘箱烘干膜片，取出之后稱量干膜的質量，接下來將干膜放入去離子水中充分溶脹恒重，取出來用濾紙擦去水分，再測量規格、稱重，這一步驟進行三次，最后取平均值，套用公式來計算溶脹性。

2.2 抗拉伸力實驗

測定拉伸強度時按照GB1040-2006的標準來進行，速度為每分鐘五毫米，樣品尺寸為10×150(毫米)，夾具之間留出五十毫米距離。不同尺寸的樣品都要測量四次，取平均值套用公式計算抗拉伸強度:

2.3 SEM實驗

首先利用導電膠固定干燥的G-CTS膜于SEM樣品座上，然后在表面噴金，最后通過掃描電鏡對G-CTS膜的形貌和粒徑分布情況進行觀察。

2.4 FTIR試驗

首先對殼聚糖粉末以及G-CTS膜進行真空干燥直到其重量達到一個穩定值，然后使用KBr壓片和WQF-410型紅外光譜儀對此進行測試，所得波數的范圍大約在4000cm-1～400 cm-1之間。

3 結果與討論

3.1 親水性與溶脹度

表1 G-CTS膜含水率數據表

通過表1中數據可以看出G-CTS膜具有較好的吸水性，有助于溶液中Cu2+進入吸附劑孔隙，提高吸附劑的利用率。

圖1 CTS膜和G-CTS膜掃描電鏡圖

圖2 亞甲基藍工作曲線

3.2 SEM表征分析

CTS膜和G-CTS膜的SEM電鏡掃描圖如圖1(a，b)

通過電鏡掃描圖給出G-CTS膜和CTS膜的表面形貌，可以看出，未經過交聯反應的CTS膜表面非常光滑，對Cu2+的吸附過程只有膜表面的氨基和羥基被利用，經過交聯反應后表面粗粗度略有增加，有許多微孔增加，這樣增加了比表面積，增加了氨基和羥基的利用率，有利于對金屬離子的吸附。

3.3 比表面積檢測

亞甲基藍溶液的工作曲線的繪制:

我們用六只50ml的試管，對其進行排號標注，第一支試管中不加入亞甲基藍標準溶液，第二支到第六支中分別加入1mL、2mL、3mL、4mL、5mL濃度為10mg/L的亞甲基藍標準溶液，并且用蒸餾水進行定容到10mL，進行搖勻，把蒸餾水作為對比物，在最大吸收波長為662nm下用721分光光度計檢測各個試管中的吸光度值A。圖2為繪制的亞甲基藍的工作曲線。

按2.4方法進行CTS膜和G-CTS膜比表面積的測定，利用圖2亞甲基藍工作曲線得出的公式計算出CTS膜和G-CTS膜的比表面積分別為:14.63m2/g和16.06m2/g，G-CTS膜的比表面積是CTS膜比表面積的1.123倍，表明改性后更有利于吸附。

3.4 FT-IR光譜分析

圖3 CTS膜和G-CTS膜的紅外譜圖對比

由上圖可以看出，CCTS譜圖在3413cm-1左右的O-H和N-H的多重吸收峰寬度有所增加，1589cm-1處伯胺N-H伸縮振動吸收峰的位置沒有發生變化，在1377cm-1處伯胺C-N伸縮振動吸收峰變化至1381cm-1處，1160cm-1以及1083cm-1兩個位置是C6和C3上的一、二級醇羥基的伸縮振動吸收峰，沒有明顯的變化情況，在1644cm-1的位置上是希夫堿C=N的吸收峰，這證明了在反應時有殼聚糖上的氨基參與反應，而不是羥基的作用造成，而且生成了希夫堿。反應式如下:

4 結論

a)親水性和溶脹度試驗看出G-CTS膜具有較好的親水性，具有較好的穩定性；

b)抗拉伸力實驗證明本吸附劑具有較好的抗拉伸強度，物理性能良好；

c)SEM電鏡掃描圖看出經過交聯反應后，膜表面粗糙度增加，使得殼聚糖中的氨基和羥基利用率提高；

d)通過測定CTS膜和CGTS膜的比表面積，CTS膜和G-CTS膜的比表面積分別為:14.30m2/g和16.06m2/g，可以看出經過交聯反應后，比表面積略有增加，為CTS膜的1.123倍，驗證了SEM電鏡圖的正確性，提高了比表面積，有利于對金屬離子的吸附；

e)通過傅里葉紅外光譜圖，可以看出交聯反應是在氨基基團上發生的，而羥基未參與交聯反應。

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10.16767/j.cnki.10-1213/tu.2017.12.001

王俊萍 漢族1975年9月出生 女山東省德州市工程師本科研究方向:水處理劑。

于樹昌 漢族，男，1979年11月出生 山東省德州市工程師碩士研究方向:水處理劑。