甲壳素壳聚糖在环境治理上的应用介绍.pdfVIP

2006年第8期 化 学 教 育 甲壳素/壳聚糖在环境治理上的应用 刘秉涛 娄渊知 (华北水利水电学院环境工程系 河南郑州 450011) 摘要 天然高分子化合物甲壳素、壳聚糖具有原料丰富、无毒、易于生物降解等优点，国内外众 多学者对它的开发应用展开研究，本文综述了甲壳素、壳聚糖及其衍生物对环境污染物的去除，介 绍了它在环境治理尤其是废水处理中的研究和应用情况。 关键词 甲壳素 壳聚糖 环境治理 甲壳素是自然界含量仅次于纤维素的第二大天 KawamuraY等[，〕曾对壳聚糖吸附Hg(II)特性做 然有机高分子化合物。估计每年生物合成的甲壳素 了较深人的研究，结果表明壳聚糖吸附Hg(II)的 达数十亿吨，全世界每年水产加工后的甲壳素废弃 量要比目前使用的去除Hg(II)最佳的UR-120H 物约为140多万吨。甲壳素在我国有丰富的自然资 鳌合树脂高出1.4倍;InoueK在 1997年也对壳聚 源，如何充分利用这一宝贵的自然资源，长期以来一 糖吸附Pd(II)的性能进行了讨论。但壳聚糖还存 直是人们探索的课题。甲壳素用氢氧化钠溶液多次 在一些不足，适用的范围较窄，易流失、非多孔性等。 脱乙酞化处理，即得到壳聚糖。壳聚糖，又称几丁 近年来，国内外学者的研究热点是对壳聚糖进行化 质、脱乙酞壳多糖，学名是户(1,4)-2-氨基一2一脱氧- 学改性，通过酞化、梭甲基化、醚化、卤化、接枝和形 D-葡萄糖，是一种半透明的片状或粉末状固体，呈白 成席夫碱等多种化学反应，生成一系列壳聚糖衍生 色或灰白色，略微带有珍珠光泽。化学性质较活泼， 物，形成具有类似网状结构的笼形分子。1992年， 具有无毒、无味、耐碱、耐热、耐腐蚀、易于生物降解、 Dobettilo]合成了N-梭甲基壳聚糖，并研究了温度、 不溶于水和碱溶液等特点，可溶于大多数稀酸如盐 酸度对吸附Cu(II)性能的影响;汪玉庭等人合成了 酸、醋酸中。目前，日本、美国等国家已经将甲壳素/ 4种新型壳聚糖冠醚，这4种吸附剂对Pd(II)具有 壳聚糖应用到农业[，幻‘、印染31〔医疗 〕「‘、医药[5〕、化 良好的吸附性能，并能在Cu(II)和Hg(11)共存条 妆品及保健品[161、食品添加剂[171、重金属回收181等诸 件下选择吸附Pd(II)，这为贵金属离子Pd(II)的 多领域上，并有商品化产品，如植物活化剂、生物反 分离、富集、回收提供了条件。曲荣君[Ell〕等用聚乙 应器、固定化酶的载体以及膜的分离材料等。近年 二醇双缩水甘油醚交联壳聚糖，所得产物分别对 来我国在甲壳素方面的研究与开发活动也较活跃兴 Cu(II),Ni(II),Co(II)进行吸附，静态吸附量虽比 旺。1996年10月中国化学会在大连召开了第一届 未交联的壳聚糖有所降低，但对Cu(11)的吸附速度 甲壳素化学与应用研讨会，1998年7月在浙江玉环 很快，不易流失且易再生。电镀工业废水中含有的 县中国化学会又召开了甲壳素专家论坛报告会，并 Cr(V1)具有很高的毒性，已被确认为致癌物质。利 正式成立中国化学会甲壳素研究会筹备会，以后分 用天然高分子材料壳聚糖作为Cr(V)的捕集剂己 别召开了第二届(1999年，武汉大学)、第三届(2001 有许多报道，能够有效地分离出工业废水中的这些 年，浙江玉环县)、第四届(2004年，广西北海)甲壳 金属离子;在电解液中，用脱乙酞度66%的壳聚糖 素学术研讨会，这些活动推动了我国甲壳素/壳聚糖 去除锡，锡的浓度为20mg/L-40mg/L，壳聚糖和 的研究和技术的发展。壳聚糖及其衍生物能对重金 电解质的摩尔比为1.1401,锡的去除率达99.9y0 属、某些无机盐、有机物产生吸附作用，也是一种天 壳聚糖也可以对某些无机盐产生吸附作用。 然的高分子絮凝剂且有抑菌、杀菌作用，将在环境治 Guibal