殼聚糖及其應用11環(huán)境治理技術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,另外在動物的關節(jié)、蹄、足的堅硬部分,肌肉與骨結合處,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-乙酰基脫去55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，生成低相對分子質量的殼聚糖。2、殼聚糖在溶液中是帶正電荷多聚電解質，具有很強的吸附性。3、殼聚糖的溶解性與脫乙酰度、相對分子質量、黏度有關，脫乙酰度越高，相對分子質量越小，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，導入不同分子量的脂肪族或芳香族?；＿@是殼聚糖化學反應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，這類反應類似于纖維素的反應，在殼聚糖的氨基上也可能發(fā)生反應。如甲殼素的硫酸酯與肝素結構類似，并具有抗凝血功能。殼聚糖的環(huán)保應用殼聚糖對許多物質具有螯合吸附作用,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。殼聚糖能通過絡合及離子交換的作用,對染料、蛋白質、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用于生產(chǎn)中。北京市政設計院認為殼聚糖可用于中濁度水質的凈化處理，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，這類物質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，但是不能有效除去三鹵甲烷等有害物質。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用殼聚糖用于水處理是其中最早的應用,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用印染廢水是指棉、毛、化纖等紡織品在預處理、染色、印花和整理過程中所排放的廢水。其成分復雜、色度大、COD高,含有多種有毒有害物質,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。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孔內，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用造紙行業(yè)屬于廢水排放大戶，廢水中含有大量的化學藥品、木質素、纖維素等，耗氧量大。其中的蒸煮廢液對環(huán)境污染最為嚴重。造紙廢水中雜質很多,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+、