戊二醛交联壳聚糖膜的性能研究

王俊萍 于树昌

临邑县环境保护局

戊二醛交联壳聚糖膜的性能研究

王俊萍 于树昌

临邑县环境保护局

对制备好的G-CTS膜进行性能研究，分别对G-CTS膜的吸水性、溶胀度、抗拉伸力、比表面积等性能进行测试，并与CTS膜进行对比，实验证明经过戊二醛交联的G-CTS膜性能更加优良。

G-CTS膜；抗拉伸力；比表面积；红外

1 前言

本文利用已经做好的戊二醛交联壳聚糖膜(G-CTS膜)进行性能研究实验，分别对G-CTS膜的亲水性、溶胀度、抗拉伸力、比表面积等性能进行测试，并与没有经过交联的CTS膜进行对比，说明戊二醛交联的壳聚糖性能更加优良。

2 实验部分

2.1 亲水性和溶胀度实验

首先将G-CTS膜剪成三份，每一份的大小为1.6×2.0cm，再放入烘箱烘干膜片，取出之后称量干膜的质量，接下来将干膜放入去离子水中充分溶胀恒重，取出来用滤纸擦去水分，再测量规格、称重，这一步骤进行三次，最后取平均值，套用公式来计算溶胀性。

2.2 抗拉伸力实验

测定拉伸强度时按照GB1040-2006的标准来进行，速度为每分钟五毫米，样品尺寸为10×150(毫米)，夹具之间留出五十毫米距离。不同尺寸的样品都要测量四次，取平均值套用公式计算抗拉伸强度:

2.3 SEM实验

首先利用导电胶固定干燥的G-CTS膜于SEM样品座上，然后在表面喷金，最后通过扫描电镜对G-CTS膜的形貌和粒径分布情况进行观察。

2.4 FTIR试验

首先对壳聚糖粉末以及G-CTS膜进行真空干燥直到其重量达到一个稳定值，然后使用KBr压片和WQF-410型红外光谱仪对此进行测试，所得波数的范围大约在4000cm-1～400 cm-1之间。

3 结果与讨论

3.1 亲水性与溶胀度

表1 G-CTS膜含水率数据表

通过表1中数据可以看出G-CTS膜具有较好的吸水性，有助于溶液中Cu2+进入吸附剂孔隙，提高吸附剂的利用率。

3.2 SEM表征分析

CTS膜和G-CTS膜的SEM电镜扫描图如图1(a，b)

通过电镜扫描图给出G-CTS膜和CTS膜的表面形貌，可以看出，未经过交联反应的CTS膜表面非常光滑，对Cu2+的吸附过程只有膜表面的氨基和羟基被利用，经过交联反应后表面粗粗度略有增加，有许多微孔增加，这样增加了比表面积，增加了氨基和羟基的利用率，有利于对金属离子的吸附。

3.3 比表面积检测

亚甲基蓝溶液的工作曲线的绘制:

我们用六只50ml的试管，对其进行排号标注，第一支试管中不加入亚甲基蓝标准溶液，第二支到第六支中分别加入1mL、2mL、3mL、4mL、5mL浓度为10mg/L的亚甲基蓝标准溶液，并且用蒸馏水进行定容到10mL，进行摇匀，把蒸馏水作为对比物，在最大吸收波长为662nm下用721分光光度计检测各个试管中的吸光度值A。图2为绘制的亚甲基蓝的工作曲线。

按2.4方法进行CTS膜和G-CTS膜比表面积的测定，利用图2亚甲基蓝工作曲线得出的公式计算出CTS膜和G-CTS膜的比表面积分别为:14.63m2/g和16.06m2/g，G-CTS膜的比表面积是CTS膜比表面积的1.123倍，表明改性后更有利于吸附。

图1 CTS膜和G-CTS膜扫描电镜图

图2 亚甲基蓝工作曲线

图3 CTS膜和G-CTS膜的红外谱图对比

3.4 FT-IR光谱分析

由上图3可以看出，CCTS谱图在3413cm-1左右的O-H和NH的多重吸收峰宽度有所增加，1589cm-1处伯胺N-H伸缩振动吸收峰的位置没有发生变化，在1377cm-1处伯胺C-N伸缩振动吸收峰变化至1381cm-1处，1160cm-1以及1083cm-1两个位置是C6和C3上的一、二级醇羟基的伸缩振动吸收峰，没有明显的变化情况，在1644cm-1的位置上是希夫碱C=N的吸收峰，这证明了在反应时有壳聚糖上的氨基参与反应，而不是羟基的作用造成，而且生成了希夫碱。反应式如下:

4 结论

a)亲水性和溶胀度试验看出G-CTS膜具有较好的亲水性，具有较好的稳定性；

b)抗拉伸力实验证明本吸附剂具有较好的抗拉伸强度，物理性能良好；

c)SEM电镜扫描图看出经过交联反应后，膜表面粗糙度增加，使得壳聚糖中的氨基和羟基利用率提高；

d)通过测定CTS膜和CGTS膜的比表面积，CTS膜和G-CTS膜的比表面积分别为:14.30m2/g和16.06m2/g，可以看出经过交联反应后，比表面积略有增加，为CTS膜的1.123倍，验证了SEM电镜图的正确性，提高了比表面积，有利于对金属离子的吸附；

e)通过傅里叶红外光谱图，可以看出交联反应是在氨基基团上发生的，而羟基未参与交联反应。

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10.16767/j.cnki.10-1213/tu.2017.11.001

王俊萍汉族1975年9月出生女山东省德州市工程师本科研究方向:水处理剂于树昌汉族，男，1979年11月出生山东省德州市工程师硕士研究方向:水处理剂