3.6  影响羧甲基壳聚糖磁性纳米粒子对Co2+的吸附：温度 11

3.7  影响羧甲基壳聚糖磁性纳米粒子对Co2+的吸附：时间 12

3.8  影响羧甲基壳聚糖磁性纳米粒子对Co2+的吸附：pH值 12

3.9  吸附机理初探 12

结论 13

参考文献 14

致  谢 16

1  绪论

壳聚糖（chitosan，简称 CTS）又称脱乙酰甲壳素。具有良好的吸附性能和絮凝性能，被广泛应用于水处理中，但是有去除后不易分离的缺点。而Fe3O4纳米粒子具有很强的磁性，其在生物医药和环境等领域被广泛应用[1]，并且可以在水溶液中很好的分离，有很多新闻提到用它来吸附处理水[2-5]。但是Fe3O4纳米粒子尺寸小，易团聚。若结合壳聚糖环境友好性及其良好的吸附性可以大大增加其适用范围[6-9]。实验中适用较壳聚糖更为稳定的羧甲基壳聚糖。 文献综述

1.1  羧甲基壳聚糖的概念

羧甲基壳聚糖是由甲壳素在酸或碱性的条件下（一般为碱性条件下）用氯乙酸脱乙酰反应制成。与甲壳素、壳聚糖相比较而言，羧甲基壳聚糖能在中性、碱性及微酸性水中溶解，且性质较稳定。在医药、化工、环保、保健品等领域有广泛的用途。本文中的实验使用的是羧甲基壳聚糖。

图1 羧甲基壳聚糖结构式

1.2  羧甲基壳聚糖的基本性质及其应用

壳聚糖具有亲水性、生物相容性、可降解性及对生物大分子良好的亲和性,在废水处理，色层分离，酶固定及药物缓释系统等领域中被广泛应用。壳聚糖可通过络合、离子交换或静电引力吸附金属或有机物。

图2是壳聚糖配合钯离子的示意图。壳聚糖中的氨基与羟基，羟甲基与羟甲基之间形成了螯合物。

图2 壳聚糖配合Pd2+示意图

因为甲壳素和壳聚糖均不溶于水，壳聚糖易被氧化，一般，保护氨基会用酰化保护、苄基保护、手性化合物等保护氨基。因此我们在实验中利用羧甲基壳聚糖（CMC）。由于羧甲基壳聚糖在水中的溶解性大，所以可以利用来这个优点来让羧甲基壳聚糖作为一种净水的工具，并且不会带来二次污染。

1.3  羧甲基壳聚糖在应用中的一些难题以及其解决方案

羧甲基壳聚糖在水中有很好的溶解性，并且分散均匀，吸附后难以做分离处理。羧甲基壳聚糖粒径多在亚微米至微米级，内扩散阻力较大。纳米吸附剂与其相比，扩散阻力小，比表面积大，吸附快，吸附容量大。但用离心和或过滤的方法难以分离纳米吸附剂。利用在磁性吸附剂外加磁场的方法能有效地解决分离困难的问题。在各种磁性纳米粒子中，以四氧化三铁最为适合。

1.4  Fe3O4磁性纳米粒子的概念来!自~优尔论-文|网www.youerw.com

Fe3O4铁磁性纳米粒子即将Fe3O4制成粒径大小为纳米级的颗粒，Fe3O4本身带有磁性。其具有磁性并且表面积大的特点可以用作吸附并便于处理。在分散均匀的溶液中可以利用磁场将其很好的分离出来。

1.5  Fe3O4磁性纳米粒子的制备

目前四氧化三铁磁性纳米粒子主要的化学制备方法有氧化还原法、微乳液法、水热溶剂法等。

氧化还原法是在固相或液相状态下，用氧化剂或还原剂将金属离子转化成单质或氧化物粉末的过程。