化妆品原料小百科：脱乙酰壳多糖的絮凝作用研究

脱乙酰壳多糖，英文名：chitosan，CAS号：9012-76-4，中文别名：壳聚糖、甲壳胺、胺聚糖、几丁聚糖、聚D-葡糖胺，化学式:（C₆H₁₁NO₄)n，分子量：1526.4539，英文别名：Chitosan、Chicol、Poiy(beta-(1,4)-d-glucosamine,外观白色或微黄色，片状产品有光泽，片状或粉状。

以下摘要对脱乙酰多糖的絮凝特征作了研究.实验结果表明,脱乙酰壳聚糖属于阳离子型絮剂,用量过多则产生絮凝恶化现象.它适合干酸性和中性的水和废水处理.温度升高和静置沉降时间延长有利于提高絮凝效果,电解质则对絮凝效果有影响.

关键词  脱乙酰壳多糖;絮凝剂;浊度;絮凝作用.

脱乙酰壳多糖是甲壳素部分脱去乙酰基的产物，甲壳素广泛存在于自然界中,总量仅次于纤维素居第二位,多达数十亿吨^[1]_,甲壳素及其衍生物在纺织、印染、造纸、水处理、生物工程、日用化工、医药等领域有着广泛的用途,并已开展深人的研究工作^[1][2][3]_。

脱乙酰壳多糖是高分子量的直链型多糖,对无机悬浮物固体有很强的凝聚作用,作为阳离子型聚电解质混凝剂的应用研究已有报道^[4].为了进一步了解影响脱乙酰壳多糖作为阳离子絮凝剂的絮凝效果的因素,本文对脱乙酰壳多糖的用量、合成水样的浊度,pH值、温度以及无机盐等条件对絮凝作用的影响进行了系统的研究.

1实验

1.1试剂与仪器

高岭土样:过250目筛,用去离子水配成不同浊度的悬浊液.

脱乙酰壳多糖:按文献^[1]的方法制备,再配制成1%的醋酸一水溶液.

其余试剂均为分析纯.

絮凝实验是在79-2型双向加热搅拌器上1000ml烧杯中进行的,pH值以pHS-3C型酸度计测定,浊度采用2BX-4型浊度计测定.

1.2絮凝除浊操作

在不断搅拌着的高岭土悬浊液中,投加絮凝剂,先快速搅拌(200~240r/min)2min,再慢速搅拌(70~90r/min)5min,然后静置20min,取上层清液测定浊度.

2结果与讨论

2.1絮凝剂用量对絮凝作用的影响

不同絮凝剂用量对絮凝作用的影响如图1所示.当悬浊液中高岭土为390ppm时,絮凝剂推荐用量范围为0.9~1.1ppm,用量小于0.9PPm则用量不足,用量大于!.1ppm,则产生絮凝恶化现象,反而使浊度升高^[4]

2.2高岭土用量对絮凝作用的影响

表1是不同浓度的高岭土悬浊液的絮凝实验结果.由表1可见,选择絮凝剂用量为1ppm,高岭土悬浊液浓度愈大,去除率愈高.高岭土浓度较低时,壳聚糖的浓度相应较大,引起再分散,产生絮凝恶化现象,导致余浊度升高^[4].

2.3 pH值对絮凝效果的影响

脱乙酰壳多糖对不同pH值的390ppm高岭土悬浊液的絮凝效果如图2所示.在pH值8.0时,脱乙酰壳多糖具有良好的絮凝作用,即在弱酸性或中性条件下絮凝效果较好;在pH＜4.8时,高岭土悬浊液的浊度降低很快,余浊度一般小于10ppm,这可能是因为在酸性溶液中,H+与高岭土反应破坏了悬浊液的稳定性.从而导致浊度降低太快.实验结果表明,脱乙酰壳多糖作为絮凝剂适宜于酸性和中性废水处理.

2.4温度对絮凝效果的影响

由图3可知,温度对絮凝效果有非常明显的作用,悬浊液的温度越高,则絮凝效果越好.因此在进行水和废水处理时,随着季节的变化絮凝剂的用量也略有不同.

2.5电解质对絮凝效果的影响

在去除工业废水中的铜、镉、汞等重金属离子时,壳聚糖与电解质混用,会降低絮凝剂胶团的稳定性,加速胶休沉降[5].我们分别将浓度为0.1mol的电解质(Nacl,Na2SO4,KNO3,NH4Cl)加到合成水样中与壳聚糖混合使用.实验结果表明,加人电解质后使余浊度增加,但增加的幅度不大,加人(Na)₂SO₄也只增加了20.7ppm,除浊率降低5.3%,囚此可以认为电解质对脱乙酰壳多糖除浊影响较小.

2.6静置沉降时间对除浊效果的影响

加入壳聚糖的合成水样经搅拌后分别静置沉降不同时间,然后取其溶液测定,浊度结果见表2

由表2所知,随静置沉降时间增加,除浊率升高,当静置沉降时间为60~80min时,除浊率已达94%以上,再延长静置沉降时间,除浊率升高极小.

参考文献：

[1]. 雅明.可溶性甲壳质的制造利用.化学世界,1983,4:118.

[2]. 严俊.甲壳素的化学和应用.化学通报.1984.11:26.

[3]. 林忠伟.甲壳素/壳聚糖及其在食品工业中应用.食品科学,1986,12:11.

[4]. 蒋挺人,奕兆坤,吴警等.氨基葡聚搪絮凝剂的性能.环境化学,l,8」,3(3):31~34.

[5]. 吕伟,杨宝智.壳多糖絮凝剂去除水中镉[II]的研究.环境化学,1987,6(2):39~42.

[6]. 陈旭东，吴朝明，奉平，陈春霞.脱乙酰壳多糖的絮凝作用研究[N].西南师范大学学报（自然科学版），1994-2(19：1).