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PAGE  PAGE 8 CQWU/JL/JWB/ZY012-14 毕业论文(设计)开题报告 论文（设计）题目： 壳聚糖包裹活性炭颗粒的制备 及对水中镉的吸附 系　　别： 化学与环境工程学院 年　　级： 2006级 专业(班）： 环境治理工程（1）班 学　　号： 200604154006 学生姓名： 代于琴 指导教师： 宋 力 2010年 02 月 15 日 重庆文理学院本科毕业论文（设计）开题报告 题目壳聚糖包裹活性炭颗粒的制备及对水中镉的吸附系（院） 专 业化学与环境工程学院 环境科学专业年 级2006级开题日期2010．03学 号200604154006姓 名代于琴指导教师宋力1、选题目的和意义： 镉可经消化道或呼吸道进入人体,对骨骼、肾、肝脏、生殖系统、免疫系统等均可造成损伤。镉排出慢,经口摄入约有0%~80%从粪便排出,经尿排出约占20%,又可经乳汁排出或经胎盘进入胎儿组织。镉在人体内的生物半衰期长达10-30年,主要引起慢性毒作用[1]。镉被人体吸收后，容易造成骨质疏松、变形等一系列症状。“痛痛病”，就是慢性镉中毒最典型的例子。该病以疼痛为特点，始于腰背痛，继而肩、膝、髋关节痛，逐渐扩至全身。而水，人们接触最多，饮用最多，因此，对饮用水中镉的严格控制显得尤为重要，对饮用水中镉的测定已引起科学界的普遍重视。 壳聚糖对过渡金属离子有很强的亲合力和良好的选择性，以其良好的环境相容性、可再生性、资源丰富以及价廉易得等优点而受到人们的关注。无孔状结构的片状或粉末状壳聚糖的比表面积较小，金属离子无法接近其内部的吸附点，导致吸附效率较低和吸附量较小。 活性炭是具有发达的孔隙结构、巨大的比表面积和优良的吸附性能的含碳物质。它具有吸附、催化、物质在其孔隙内的积聚、保持碳及其基团同其他物质的反应能力等，并保持物理、化学上的稳定性。此外，活性炭不溶于水和其他绝大部分溶剂。活性炭在几乎所有的领域都获得了广泛的应用。活性炭是水处理中最常使用的吸附剂，具有很强的物理吸附和化学吸附功能，它能有效地净化饮用水中各种的污染物[2] 一般的方法是直接利用壳聚糖或者活性炭处理，如果将壳聚糖对金属离子的选择性和活性炭的多孔性结合制成多孔壳聚糖-活性炭小球用于吸附金属离子，就能极大地增加壳聚糖的表面积，增大了对金属离子的吸附性。 本研究通过将交联壳聚糖和粉末状活性炭(pulverous activated carbon, PAC)制成复配吸附剂，可以克服壳聚糖在酸性溶液中的可溶性和非孔性，壳聚糖的化学吸附和活性炭的多孔吸附，两者之间优势互补[3].并且可以反复再生和回收，从而在饮用水中镉去除应用方面达到经济和高效的目的。 2、国内外研究现状综述： 2.1 壳聚糖 壳聚糖(Chitosan)是甲壳素在氢氧化钠溶液中水解，部分脱去乙酰基后生成的衍生物[4]，又名壳多糖、氨基多糖、甲壳糖等，化学名称是: β- (1 →4)-2-乙酞氨基-2-脱氧-D-葡聚糖。甲壳素和壳聚糖的关系如上图所示。壳聚糖也是白色无定型、半透明、略有珍珠光泽的固体。在稀酸中，壳聚糖主链的缓慢水解，使壳聚糖溶液的粘度逐渐降低，所以壳聚糖溶液一般是随用随配。 壳聚糖分子结构中含有大量的氨基，此基团中N上的孤对电子，可投入到重金属离子的空轨道中，通过配位键结合，形成极好的鳌合聚合物，能吸收许多重金属离子，如Cu2+、Pb2+、Zn2+、Cd2+、Ni2+等[5-6]。壳聚糖这一独特的性质己被大量地应用于工业污水处理中，许多有公害的重金属离子可以通过与壳聚糖的鳌合作用而被去除。 壳聚糖的一些特性： (1)作为甲壳素的衍生物，壳聚糖是一种原料来源广泛、储量丰富、成本低廉、不易造成二次污染、可生物降解的理想的高分子材料。 （2）在壳聚糖分子结构中存在大量游离氨基，是天然多糖中少见的带正电荷的高分子化合物。壳聚搪是一种高效的阳离子型絮凝剂，能有效地沉淀溶液中的有机物，并能抑制细菌生长发育，其净水效果优于活性碳【7】 (3)壳聚糖的糖残基在C2上有1个乙酰氨基或氨基，在C3上有一个经基，从构象上来看，它们都是平伏键，这种特殊结构，使得它们对具有一定离子半径的一些金属离子在一定的pH值条件下具有鳌合作用[2]。壳聚糖作为一种新型的配位体或鳌合剂，主要用于捕集有毒重金属离子，处理工业污水、食品加工及石油工业废水等方面。 2.2 活性炭 活性炭是具有发达的孔隙结构、巨大的比表面积和优良的吸附性能的含碳物质。它具有吸附、催化、物质在其孔隙内的积聚