殼聚糖及其應(yīng)用

殼聚糖及其應(yīng)用11環(huán)境治理技術(shù)1班1101010107陳擇行

首先介紹甲殼素：甲殼素在自然界中主要存在于節(jié)肢動物(主要是甲殼綱如蝦、蟹等,含甲殼素高達58%～85%)、軟體動物、環(huán)節(jié)動物、原生動物、腔腸動物、海藻及真菌等中,另外在動物的關(guān)節(jié)、蹄、足的堅硬部分,肌肉與骨結(jié)合處,以及低等植物中均發(fā)現(xiàn)有甲殼素的存在。簡介殼聚糖是甲殼素的N-脫乙酰基的產(chǎn)物，一般而言，N-乙?；撊?5以上的就可稱之為殼聚糖，這種脫乙酰度的殼聚糖能溶于1%乙酸或鹽酸，因此，凡是能溶于1%乙酸或鹽酸的甲殼素都可稱之為殼聚糖。作為有使用價值的工業(yè)產(chǎn)品殼聚糖，脫乙酰度必須在70以上性狀：白色、無毒、無味、無定形半透明固體，溶于酸、不溶于水和堿、也不溶于一般有機溶劑，于185°C分解。主要特性有:

1、不能完全溶解于水和堿溶液中，但可溶于稀酸(pH<6)，游離氨基質(zhì)子化促進溶解。溶于稀酸呈黏稠狀，在稀酸中殼聚糖的B一1，4糖苷鍵會慢慢水解，生成低相對分子質(zhì)量的殼聚糖。2、殼聚糖在溶液中是帶正電荷多聚電解質(zhì)，具有很強的吸附性。3、殼聚糖的溶解性與脫乙酰度、相對分子質(zhì)量、黏度有關(guān)，脫乙酰度越高，相對分子質(zhì)量越小，越易溶于水.4、殼聚糖具有很好的吸附性、成膜性、通透性、成纖性、吸濕性和保濕性5、甲殼素和殼聚糖可與多種有機酸的衍生物如酸酐、酰鹵（主要是酰氯）反應(yīng)，導(dǎo)入不同分子量的脂肪族或芳香族?；＿@是殼聚糖化學(xué)反應(yīng)中研究得最多的一種。6、甲殼素和殼聚糖的羥基，尤其是C6-OH，可與一些含氧無機酸（或其酸酐）發(fā)生酯化反應(yīng)，這類反應(yīng)類似于纖維素的反應(yīng)，在殼聚糖的氨基上也可能發(fā)生反應(yīng)。如甲殼素的硫酸酯與肝素結(jié)構(gòu)類似，并具有抗凝血功能。殼聚糖的環(huán)保應(yīng)用殼聚糖對許多物質(zhì)具有螯合吸附作用,其分子中的氨基和與氨基相臨的羥基與許多金屬離子能形成穩(wěn)定的螯合物,用于治理重金屬廢水、凈化自來水及在濕法冶金中分離金屬離子等。殼聚糖能通過絡(luò)合及離子交換的作用,對染料、蛋白質(zhì)、氨基酸、核酸、酶、鹵素等進行吸附,用于染料廢水、印染廢水、食品工業(yè)廢水的處理,從而凈化環(huán)境,保護人類健康。處理有機廢水1975年Bough發(fā)表了一系列利用殼聚糖處理有機廢水的研究報告，SS去除率為99%，COD去除率為62%，濁度降低90%，此外國外將殼聚糖應(yīng)用于乳化劑廢水的處理和污泥脫水的處理中，并且取得了非常好的效果。處理垃圾滲濾液

垃圾滲濾液含有大量的有機物、重金屬、色深、臭味難聞，處理起來工藝環(huán)節(jié)多，復(fù)雜難度很大，殼聚糖處理垃圾滲濾液工藝流程簡單，易操作，但是成本很高目前還不能廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)中。北京市政設(shè)計院認(rèn)為殼聚糖可用于中濁度水質(zhì)的凈化處理，用量少，效果好。凈化自來水用氯自理過的自來水中往往含有鹵烷類物質(zhì)，這類物質(zhì)具有變異性或致癌性。如何減少自來水中的氯是人們普遍關(guān)心的問題。目前在城市居民中使用的凈水器，大多裝的是活性炭凈水劑，這種凈水劑雖然能夠吸附自來水中的一些臭味物質(zhì)，但是不能有效除去三鹵甲烷等有害物質(zhì)。研究發(fā)現(xiàn)用殼聚糖做凈水劑，對去除自來水中上述變異物質(zhì)是有效的。多用途吸附劑日本的山南隆德等人研制出一種多用途吸附劑，這種吸附劑是由殼聚糖、活性炭和凝固劑組成的。這種吸附劑的吸附能力特別強，使用壽命長，成本低。能吸附碘和重金屬；可用于果汁等飲料脫臭、脫色；處理工業(yè)廢水；凈化血液等。殼聚糖在工業(yè)廢水處理中的研究與應(yīng)用殼聚糖用于水處理是其中最早的應(yīng)用,它主要用作重金屬離子螯合劑和活性污泥絮凝劑,其絮凝作用很強,而且無毒、不產(chǎn)生二次污染,并可生物降解。殼聚糖正是以其天然、無毒、易降解和對人體健康無害、具有殺菌作用,很快在水處理的應(yīng)用中作為合成有機絮凝劑的有效替代品占據(jù)了特殊地位殼聚糖在印染廢水處理中的研究與應(yīng)用印染廢水是指棉、毛、化纖等紡織品在預(yù)處理、染色、印花和整理過程中所排放的廢水。其成分復(fù)雜、色度大、COD高,含有多種有毒有害物質(zhì),一般難以降解,已成為中國各大水域的重要污染源。目前印染廢水的處理技術(shù)主要有絮凝法、吸附法等。在絮凝法中,傳統(tǒng)的無機絮凝劑對水溶性染料、分子量較小的染料脫色效率較差,處理效果往往不能達標(biāo)。而高分子絮凝劑由于具有投加量少,污泥脫水容易等優(yōu)點而倍受青睞。研究發(fā)現(xiàn)，用浸漬或噴霧方法將適量殼聚糖均勻地固定到纖維素粉末的細(xì)孔內(nèi)，然后用稀堿溶液處理，使殼聚糖不溶于水，這樣制成的殼聚糖—纖維素吸附劑具有如下特點：對具有酸性基團的染料表現(xiàn)出優(yōu)異的吸附能力；吸附量很大；在水中具有很好的分散性，操作簡單，方便，且易回收。

殼聚糖在造紙廢水處理中的研究與應(yīng)用造紙行業(yè)屬于廢水排放大戶，廢水中含有大量的化學(xué)藥品、木質(zhì)素、纖維素等，耗氧量大。其中的蒸煮廢液對環(huán)境污染最為嚴(yán)重。造紙廢水中雜質(zhì)很多,粒徑分布不均勻,有的呈膠體狀態(tài),有的懸浮于水中,難以經(jīng)一次處理就達到要求,目前大多采用有機絮凝劑和無機絮凝劑配合使用處理廢水。用殼聚糖絮凝劑處理造紙工業(yè)廢水，對色度和TOC的去除均優(yōu)于其他合成的絮凝劑,其中色度去除率大于90%，TOC去除率達到70%。將殼聚糖用于處理造紙廢水時,COD去除率都在91%以上,明顯優(yōu)于聚合氯化鋁、明礬等凈水劑。殼聚糖不但可去除水中懸浮物,而且可去除水中對人體有害的重金屬離子,且過量的殼聚糖對人體不但無害,反而有益,對中小型造紙廠的處理具有一定的實用性。殼聚糖在含重金屬離子廢水中的研究與應(yīng)用電鍍廢水主要來自于電鍍生產(chǎn)過程中的清洗、鍍液過濾、濾液的廢棄、更新以及鍍液的帶出、跑、冒、漏等,含有Cu2+、Pb2+、Zn2+、