壳聚糖在水处理中的应用研究进展

壳聚糖薄膜的制备方法及在水处理中的应用壳聚糖是一种天然的生物聚合物，具有良好的生物相容性和生物可降解性，因此在环境领域广泛应用。

壳聚糖薄膜作为壳聚糖的一种形式，具有高度的透水性和选择性吸附性，已被广泛用于水处理和环境污染控制。

本文将介绍壳聚糖薄膜的制备方法及其在水处理中的应用。

一、壳聚糖薄膜制备方法1. 溶液浇注法：将壳聚糖溶液倒在平整的玻璃基板上，通过自然干燥或烘干，形成壳聚糖薄膜。

这种方法简单易行，适用于制备较厚的壳聚糖薄膜。

2. 涂覆法：先将壳聚糖溶液涂覆在玻璃或聚苯乙烯等基材上，再通过干燥或化学交联等方法形成壳聚糖薄膜。

这种方法制备的膜薄且均匀，可控性较好。

3. 化学交联法：壳聚糖薄膜可通过与交联剂（如戊二醛、乙二醇等）的反应形成。

这种方法可提高壳聚糖薄膜的稳定性和机械强度，适用于制备需要耐久性的薄膜。

4. 蒸发沉积法：通过将壳聚糖溶液放置在真空环境下蒸发，使溶液中的壳聚糖形成薄膜。

这种方法制备的薄膜具有较高的纯度和结晶度，适用于需要高纯度的壳聚糖薄膜。

二、壳聚糖薄膜在水处理中的应用1. 水过滤：壳聚糖薄膜具有狭窄的孔径和高度的透水性，可以用作水处理中的微过滤膜或超滤膜，有效去除水中的悬浮物、胶体和微生物等。

2. 水分离：壳聚糖薄膜可用于水中溶解物质的分离，如有机物质和无机物质的分离、重金属离子的吸附和去除。

3. 水净化：壳聚糖薄膜的独特结构和电荷性质，使其能够吸附和去除水中的有害物质，如重金属、有机污染物等，从而达到净化水质的目的。

4. 水资源回收：壳聚糖薄膜可用于水资源回收和再利用，在处理生活污水、工业废水和农业灌溉水等方面发挥重要作用。

5. 水分析：壳聚糖薄膜可用于水中微量元素的检测和分析，通过吸附和浸出等方法，检测水中微量元素的含量和种类。

三、壳聚糖薄膜的优势与展望1. 环境友好：壳聚糖是一种天然的生物聚合物，具有良好的生物相容性和生物可降解性，不会对环境造成污染。

2. 高选择性：壳聚糖薄膜具有高度的选择性吸附性，可以选择性地吸附不同类型的污染物，提高水处理的效率。

《文献检索与科技论文写作》作业壳聚糖的改性在水处理中的应用进展年级：学院：专业：高分子材料学生：学号：指导教师：提纲0 引言壳聚糖是性能优异、应用广泛且具有开发价值的天然高分子絮凝剂。

虽然在应用中有一些不足，但可以通过物理或化学改性来提高其性能，拓展其应用围。

本文主要介绍壳聚糖改性后在水处理中的应用进展。

1 壳聚糖的改性在饮用水处理中的应用从对氟离子的吸附及对浊度的降低介绍改性壳聚糖的应用效果；2 壳聚糖的改性在工业废水中的应用2.1 印染废水从对偶氮染料的吸附及对阳离子染料的吸附介绍改性壳聚糖的应用；2.2 重金属离子2+、Th4+的吸附及对Cr(VI)的吸附，主要从对铜离子、对镍离子的吸附；对UO2来介绍改性壳聚糖的应用；2.3 造纸废水主要介绍接枝改性壳聚糖和壳聚糖微球对造纸废水的处理效果；3 壳聚糖的改性在城市污水和海水中的应用主要介绍改性壳聚糖对SS、浊度、BOD5及COD等的处理效果；4 结语与展望介绍目前的改性研究情况及未来研究的方向。

5 参考文献壳聚糖的改性在水处理中的应用进展--------大学材料科学与工程学院14级高分子材料专业马舒颜摘要：本文阐述了壳聚糖絮凝剂改性后在水处理方面的应用进展，着重说明其在重金属离子处理、印染废水处理中的应用。

壳聚糖絮凝剂在水处理中应用极广，环境友好，从可持续发展角度来看有着巨大的发展潜力和研究意义。

关键词：壳聚糖的改性絮凝水处理0 引言水是人类生存最基本的需求，传统的水处理剂会在水中有残留，对人体健康及环境造成危害。

因此，兼具环境友好、可再生、来源广泛的绿色水处理剂备受关注。

而壳聚糖就是性能最为优异的的天然高分子材料之一。

壳聚糖是由自然界广泛存在的甲壳素经过脱乙酰作用得到的，又称脱乙酰甲壳素，一般而言，甲壳素的N-乙酰基脱去55％以上就可称为壳聚糖，其分子式为(C6H11NO4)N。

壳聚糖结构中含有大量活泼的氨基和羟基，在酸性溶液中能形成阳离子型聚电解质，有良好的絮凝作用；且可通过表面侵蚀、酶降解、溶解等多种降解方式进行可控性降解，无毒副作用；同时还具有很好的生物相容性、吸附性、吸湿性、成膜性、抵抗免疫反应性和抗菌性等，广泛应用于造纸、纺织、制革、工业废水处理；在医药、食品保健品等领域也发挥着巨大的作用。

壳聚糖基复合材料在水处理中的应用研究进展田清源，费梦飞山东农业大学化学与材料科学学院摘要：介绍了壳聚糖的结构、性质及其在水处理中的应用原理，综述了壳聚糖与粘土、二氧化硅、无机高分子絮凝剂及其它无机材料复合得到的壳聚糖基复合材料在水处理中的应用研究进展，提出未来的发展应加强处理机理的研究、对重金属离子外的其它无机物和有机物的处理研究以及产业化应用研究。

壳聚糖（Ｃｈｉｔｏｓａｎ，ＣＴＳ）是唯一一种碱性天然多糖，是甲壳素经脱乙酰作用的产物。

壳聚糖分子链上存在大量的氨基和羟基，具有很高的反应活性，同时还具有良好的生物相容性、无毒性和生物可降解性，此外，壳聚糖还是天然的高分子絮凝剂，作为吸附剂和絮凝剂在水处理领域具有很好的应用前景。

鉴于壳聚糖在酸性溶液中易溶解、沉降慢、稳定性差，片状和粉状的壳聚糖使其再生、贮存很不方便，通常人们将其改性、交联制成如微球、多孔小珠等树脂产品，但是在乳化交联过程中，交联剂的用量直接影响着微球的机械性能和饱和吸附量，两者难以兼顾，因此，壳聚糖树脂微球的性能仍不够理想。

近年来，随着聚合物／无机杂化材料研究的发展，壳聚糖／无机物复合材料的制备和性能的研究进展很快。

无机物与壳聚糖的复合，一方面改善了壳聚糖材料的机械性能，另一方面又赋予壳聚糖新的功能，对于提高壳聚糖的应用价值意义重大［１］。

作者在此对壳聚糖基复合材料在水处理方面的应用研究进展进行了综述。

１壳聚糖的结构和性质壳聚糖是由β－（１→４）－２－氨基－２－脱氧－Ｄ－葡糖胺和β－（１→４）－２－乙酰氨基－２－脱氧－Ｄ－葡糖胺两种糖单元间隔连接而成的链状聚合物，分子量根据脱乙酰度的不同从数十万到数百万不等［２］。

壳聚糖分子链上分布着大量羟基、Ｎ－乙酰氨基和氨基，形成各种分子内和分子间的氢键，不仅是配位作用和反应的位点，同时也形成了壳聚糖大分子的二级结构［３］。

壳聚糖的结构式如图１所示。

图１壳聚糖的结构式壳聚糖分子链上丰富的羟基和氨基基团，使其具有许多独特的化学和物理性质。

绿色原料——壳聚糖的应用研究进展09化学1班 XXX 指导老师：沈友教授(惠州学院化学工程系，广东，惠州，516007)摘要:本文综述了绿色原料壳聚糖的应用研究进展，着重介绍了壳聚糖在食品，水处理，生物药用，造纸业等方面的应用。

关键词:壳聚糖应用食品水处理前言原料在化学品的合成中非常重要，其可以成为影响一个化学品的制造、加工与使用的最大因素之一。

如果一个化学品的原料对环境有负面的影响，则该化学品也很可能对环境具有净的负面影响。

要实现绿色化学，在选择原料时应尽量使用对人体和环境无害的材料，避免使用枯竭或稀有的材料，尽量采用回收再生的原材料，采用易于提取、可循环利用的原材料，使用环境可降解的原材料。

自然界的有机物，数量最大的是纤维素，其次是蛋白质，排在第三位的是甲壳素，估计每年生物合成甲壳素100 亿t。

甲壳素N-脱乙酰基的产物壳聚糖就是一种重要的绿色原料。

壳聚糖化学名称为聚葡萄糖胺(1-4)-2-氨基-B-D葡萄糖，壳聚糖的外观为白色或淡黄色半透明状固体, 略有珍珠光泽, 可溶于大多数稀酸如盐酸、醋酸、苯甲酸等溶液, 且溶于酸后,分子中氨基可与质子相结合, 而使自身带正电荷。

自1859年，法国人Rouget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。

壳聚糖无毒无害,具有良好的保湿性、润湿性,能防止静电; 化学稳定性良好, 但吸湿性较强, 遇水易分解。

对壳聚糖进行化学改性, 得到的壳聚糖衍生物在许多物化性质方面都得到改善，其应用也更加受到关注。

本文着重介绍了壳聚糖在食品，医药，水处理方面的应用进展。

1 壳聚糖及其衍生物在食品工业中的应用1.1 在水果蔬菜贮藏中可作为天然保鲜剂果蔬贮藏的目的就是尽可能在保持其鲜度指数的同时, 延长物料的贮存时间, 主要是通过减少果蔬呼吸,降低其营养消耗。

壳聚糖的降解及其应用研究介绍壳聚糖是一种天然高分子聚合物，具有许多独特的性质和广泛的应用潜力。

本文将探讨壳聚糖的降解机制以及其在不同领域的应用研究。

壳聚糖的降解机制1. 酶降解壳聚糖可以通过酶的作用被降解。

在生物体内，壳聚糖酶是一种特殊的酶，能够将壳聚糖分解为较小的单元，如壳寡糖和壳二糖。

这种酶降解的过程是高度特异性的，壳聚糖酶只能降解壳聚糖，而对其他多糖类物质无作用。

2. 酸降解除了酶降解外，壳聚糖还可以通过酸的作用被降解。

在酸性条件下，壳聚糖分子中的酸性基团会与酸反应，导致壳聚糖链断裂，从而实现降解的目的。

酸降解是一种常见的壳聚糖降解方法，可以通过调节酸性条件的强弱和时间来控制壳聚糖的降解速度。

3. 热降解壳聚糖在高温条件下也可以发生降解。

热降解是一种非常快速的降解方式，可以在短时间内将壳聚糖分解为低分子量的物质。

热降解的温度和时间可以通过调节加热条件来控制，从而实现对壳聚糖降解速度的控制。

壳聚糖的应用研究1. 医药领域(1) 药物传递系统壳聚糖具有良好的生物相容性和生物可降解性，因此在药物传递系统中得到广泛应用。

通过将药物包裹在壳聚糖纳米粒子中，可以增加药物的稳定性和生物利用度，从而提高药物的疗效。

(2) 创伤敷料壳聚糖具有良好的吸水性和抗菌性能，因此被广泛应用于创伤敷料的制备中。

壳聚糖敷料能够吸收伤口渗出液，促进伤口愈合，并具有抗菌作用，可以预防伤口感染。

2. 环境保护领域(1) 水处理剂壳聚糖具有良好的吸附性能，可以用作水处理剂去除水中的重金属离子和有机污染物。

壳聚糖的阳离子性能使其能够与阴离子污染物形成络合物，从而实现水中污染物的去除。

(2) 土壤修复剂壳聚糖可以用作土壤修复剂，帮助修复受到重金属污染的土壤。

壳聚糖能够与土壤中的重金属形成络合物，减少重金属的毒性，同时还能增强土壤的保水性和肥力。

3. 食品工业(1) 保鲜剂壳聚糖具有良好的抗菌性能和膜形成能力，可以用作食品保鲜剂。

将壳聚糖膜覆盖在食品表面，可以有效阻隔氧气和水分的进入，延长食品的保鲜期。

壳聚糖和聚丙烯酸复合材料在废水处理中的应用研究引言：随着工业化进程的不断加快，废水排放量大幅增加，面临着严重的环境问题。

因此，寻找高效、经济且环保的废水处理技术变得至关重要。

壳聚糖和聚丙烯酸复合材料作为新型的废水处理材料，具有很大的潜力和应用前景。

本文旨在探讨壳聚糖和聚丙烯酸复合材料在废水处理中的应用研究，并分析其优势和挑战。

1. 壳聚糖和聚丙烯酸复合材料的基本特性壳聚糖是一种环保、生物相容性高的天然聚合物，具有良好的吸附性能和生物可降解性。

聚丙烯酸作为一种合成聚合物，也具有较高的吸附能力和化学稳定性。

将这两者进行复合，可以综合发挥它们的优点，提升废水处理的效果。

2. 壳聚糖和聚丙烯酸复合材料在废水处理中的应用2.1 吸附性能：壳聚糖和聚丙烯酸复合材料在废水处理中具有较高的吸附性能，可以去除废水中的重金属离子、有机物等有害物质。

复合材料表面的活性官能团能够与废水中的污染物发生吸附反应，并迅速将其去除。

2.2 生物可降解性：由于壳聚糖和聚丙烯酸都具有生物可降解性，因此复合材料可以在废水处理后被降解，减少了处理后产生的二次污染。

2.3 抗菌性能：壳聚糖和聚丙烯酸复合材料本身具有一定的抗菌性能，可以抑制废水中的细菌和微生物的生长，保持处理后水质的卫生安全。

3. 壳聚糖和聚丙烯酸复合材料的应用案例3.1 重金属离子去除：研究表明，壳聚糖和聚丙烯酸复合材料能够高效去除废水中的重金属离子，如铜、镉、铅等。

复合材料的吸附容量和吸附速度优于单个材料，可以在短时间内将重金属浓度降低到安全标准以下。

3.2 有机物去除：复合材料对废水中的有机物也具有良好的去除效果。

利用复合材料吸附废水中的有机物，可以减少有机物对环境的污染，提高废水的回用率。

3.3 废水净化：壳聚糖和聚丙烯酸复合材料能够对废水中的微生物和其代谢产物进行降解，从而实现水体的净化处理。

这对于改善水环境、保护生态系统具有重要意义。

4. 复合材料应用的挑战和展望4.1 材料的制备方法：目前，壳聚糖和聚丙烯酸复合材料制备方法尚不成熟，需要进一步研究和改进。

壳聚糖在饮水净化中的应用一. 壳聚糖的基本性质壳聚糖（chitosan）是甲壳素（chitin）脱除乙酰基后的产物，又称脱乙酰甲壳素。

甲壳素广泛存在于虾、蟹、昆虫的甲壳，以及真菌和植物的细胞壁中，在自然界存在的有机物中位居第三。

壳聚糖呈白色或灰白色，略带珍珠光泽，是一种半透明的片状固体，其分子量从数十万到数百万，它不溶于水、碱溶液和普通有机溶剂，可溶于稀盐酸、硝酸等无机酸，以及大多数有机酸，不溶于稀硫酸和稀磷酸。

图1为甲壳素和壳聚糖的化学结构式，甲壳素分子链上存在-NHCOCH3，在OH-作用下可脱去-COCH3，成为壳聚糖，实际上，甲壳素的脱乙酰度超过70%时就为壳聚糖。

从图1看出，壳聚糖分子结构链上具有游离的氨基，在氨基的氮原子上存在一对未结合电子，此氨基在水溶液中呈现弱碱性，能从溶液中结合一个氢质子，从而使壳聚糖成为带正电荷的聚电解质，因此壳聚糖属阳离子聚合物.图1甲壳素和壳聚糖的化学结构式二. 应用形式壳聚糖的分子结构形式决定它具有很好的吸附性、成膜性、成纤性。

1.分离膜分离膜是指在以外界能量或化学位差位为推动力下，对双组分或多组分溶液具有分离作用的膜。

壳聚糖是一种与纤维素结构类似的天然高分子材料，具有较好的物理机械性能，可以用来制备在饮水净化中常用的分离膜，如反渗透膜、超滤膜和微孔滤膜等。

反渗透膜膜材料大多选用含氧、氮等元素的高分子材料，可以通过氢键与水分子结合，加快水在膜中的迁移速度，提高水的透过率。

用壳聚糖制备的反渗透膜，具有优异的透水性能及脱盐性能，对高分子及低分子物质的分离性能优异，而且具有很高的机械强度，尤其是抗张强度。

壳聚糖反渗透膜耐酸碱，长期放置时膜的结构及性能变化较小，膜表面不宜滋生繁殖微生物。

另外，用壳聚糖及其衍生物制备的超滤膜，其切割分子量为3000左右，可分离大分子和病毒，除胶体。

微孔滤膜孔径范围一般为0.1mm～l0mm，通过筛分作用去除水中颗粒、细菌。

由壳聚糖为主要材料制备的微孔滤膜，由于壳聚糖分子链上分布着大量的羟基和氨基，在水中容易质子化，使膜带正电荷，通过正负电荷之间的相互作用，可吸附分离比膜孔径小的细菌、病毒及胶体等物质。

壳聚糖的改性及其在造纸废水中的应用壳聚糖的改性及其在造纸废水中的应用引言：近年来，随着工业化进程的不断推进，我们面临着严峻的水资源短缺和环境污染问题。

造纸行业作为重要的水污染源之一，面临着废水处理的压力。

因此，寻求一种高效、环保的废水处理方法，对于改善造纸行业的环境问题具有重要意义。

壳聚糖作为一种天然的改性材料，具有广泛的应用前景。

本文将深入探讨壳聚糖的改性和其在造纸废水中的应用。

一、壳聚糖的特性与改性方法1. 壳聚糖的特性：壳聚糖是壳类动物外壳中提取得到的一种天然多糖，具有天然、可再生、生物可降解等优点。

其分子结构中含有大量的氨基和羟基，使其具有很强的阳离子吸附能力。

2.壳聚糖的改性方法：改性可以大大增强壳聚糖在废水处理中的吸附性能和稳定性。

常见的壳聚糖改性方法包括烷基化、羟乙基化、硫酸化等。

其中，硫酸化改性是一种常见且效果显著的方法，通过硫酸对壳聚糖的处理，使其带负电荷，增强其对废水中阳离子的吸附能力。

二、壳聚糖在造纸废水中的应用1. 壳聚糖对造纸废水中色度物质的去除：色度物质是造纸废水中的主要污染物之一，其存在不仅污染水质，还会危害水体生物。

研究表明，壳聚糖在去除色度物质方面具有良好的效果。

通过调整壳聚糖的质量浓度、pH值等条件，可以实现对色度物质的去除。

2. 壳聚糖对造纸废水中重金属离子的吸附：造纸废水中富含大量的重金属离子，其中包括铜、镍、铅等有害物质。

壳聚糖作为一种优良的吸附材料，具有较高的吸附能力，可以有效地去除废水中的重金属离子。

3. 壳聚糖对造纸废水中悬浮颗粒的沉降：造纸废水中悬浮颗粒的去除是废水处理的关键环节之一。

研究发现，壳聚糖具有优异的絮凝性能，可以促进废水中悬浮颗粒的沉降，从而达到去除悬浮物的效果。

结论：壳聚糖作为一种天然的改性材料，在造纸废水处理中展现出良好的应用潜力。

通过改性处理，壳聚糖可以获得更好的吸附性能和结构稳定性，从而实现对废水中污染物的高效去除。

然而，在实际应用中，壳聚糖的应用还面临一些挑战，比如合适的改性方法选择、设备的优化设计等。

壳聚糖在水处理中的应用研究进展水资源是人类生存、发展不可或缺的重要资源，然而随着人口增长、工业化进程加速，水污染问题日益严重，给人类社会和自然环境带来巨大的威胁。

因此，研究和开发高效、环保的水处理技术成为全球范围内的热点和迫切需求。

壳聚糖，是一种天然的生物高分子材料，因其具有良好的生物相容性、可降解性和环境友好性而备受研究者的关注。

近年来，壳聚糖在水处理中的应用研究取得了一系列的进展，不仅在水污染物吸附、膜分离、净水技术等方面发挥着重要作用，同时也为解决水资源紧缺和水污染问题提供了新的解决途径。

首先，壳聚糖在水处理中的应用研究主要集中在吸附污染物方面。

壳聚糖具有丰富的氨基、羟基等官能团，可以与水中的重金属离子、有机物质等形成氢键、静电作用等吸附机制，从水中高效去除污染物。

研究表明，壳聚糖基材料可以选择性地吸附重金属离子，如铜、铅、镍等，同时对其它有益元素如钙、镁等无明显吸附作用，为净化水质提供了新的途径。

此外，壳聚糖也可以通过改性处理，提高其吸附性能和选择性，更好地应对水中复杂污染物的去除需求。

其次，壳聚糖在膜分离领域也取得了显著的研究进展。

通过将壳聚糖组装成膜状结构，利用其孔隙结构和表面特性，实现对水中微量污染物的高效分离和浓缩。

研究人员发现，壳聚糖膜具有较高的分离性能和抗污染能力，可以有效去除溶解性有机物、颗粒物等水污染物，为水处理领域的应用提供了新的技术手段。

此外，壳聚糖膜还可以通过改性处理，如交联、共混等方法，进一步提高其分离性能和稳定性，延长使用寿命。

另外，壳聚糖在净水技术方面也有着广阔的应用前景。

目前，工业废水和生活污水中的微量有机污染物成为严重的环境问题，对人类健康和自然生态造成潜在威胁。

壳聚糖通过改性处理后可制备成高效的吸附剂、催化剂等净水材料，可以有效去除水中的有机物质、重金属离子等污染物，提高水的净化效果。

此外，壳聚糖还可以与其他材料进行复合，如纳米材料、金属氧化物等，形成新型的复合材料，进一步提高净水材料的吸附和分解性能。