羧化CTS微球对共存有机污染物的吸附研究
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第4期收稿日期:2007-08-30;修回2007-11-12
基金项目:福建省自然科学基金资助项目(E0540001)
作者简介:辛梅华(1962-),女,教授,博士,主要从事环境检测和治理,(电话)0595-22690917(电子信箱)mcli@hqu.edu.cn。
苯胺是制造染料和药物的主要原料,进入人体后可造成急慢性中毒,导致神经衰弱和轻度贫血等;氯苯广泛用于合成染料和农药的中间体以及作为溶剂等,对中枢神经系统具有抑制和麻醉作用,大剂量可引起实验动物肝、肾病变;酚类化合物为高毒物质,长期饮用被酚污染的水源,会引起头昏等神经系统症状。这些物质毒性强、难降解,已被美国环保局(EPA)列入优先控制污染物的黑名单
[1-2]
。目前主要采用氧化降解和吸附等方法进行去除
[3-5]
。壳聚糖具
有无毒、可生物降解等优点,已广泛用于废水中有毒重金属离子的去除[6]
,但用于有机物吸附的报道较为少见[7]
。在前面工作的基础上[8]
,本文进一步采用反相高效液相色谱法-紫外检测,研究苯胺、2,4-二硝基酚、间甲酚、邻硝基酚、对氯苯酚、2,4-二氯苯酚、氯苯等共存时,改性CTS微球对这七种有机污染物的吸附情况。
1实验部分1.1
主要仪器和试剂
高效液相色谱仪LC-6A系列(日本岛津公司),
包括7125手动进样器(带20μL定量环),SPD-6AV紫外可见分光光度检测器,ShimpackCLC-ODS色谱柱(4.6mmID×200cm,5μm);色谱3000工作站(杭州普惠科技有限公司);KQ-100DE型数控超声波清洗器(昆山市超声仪器有限公司);ORION828型pH计(美国ORION公司);Milli-Q超纯水过滤器(美国和泰公司);可调式移液器(上海热电仪器有限公司)。
壳聚糖
(CTS,DD%=95,粘度80mpa.s),浙江金壳生物化学有限公司;氯乙酸,汕头市光化学厂;聚乙二醇
(PEG)2000,液体石蜡,环氧氯丙烷,Span80,广东汕头市西陇化工厂。
标准溶液:苯胺、2,4-二硝基酚、间甲酚、邻硝基酚、对氯苯酚、2,4-二氯苯酚、氯苯用适量乙醇溶解,二次水定容,配制成1mg/mL的溶液,使用时稀释成所需浓度。
所用试剂均在分析纯以上,水为Milli-Q超纯水。
1.2羧化改性CTS微球的制备
CTS5g溶于2%的醋酸溶液中,放置过夜。加入适
量PEG2000,将其分散在液体石蜡中,加入Span80,
羧化CTS微球对共存有机污染物的吸附研究
辛梅华,
张兴松,
王琼,
邓俊
(华侨大学材料科学与工程学院,福建
泉州
362021)
摘
要:采用反相悬浮法制备交联羧甲基化壳聚糖微球,并用高效液相色谱法-紫外检测研究了改性壳聚糖微球对共存有机污染物
的吸附。试验了吸附时间、溶液pH值、有机物的浓度等因素对水中共存有机污染物吸附的影响。结果表明,在有机物浓度相近的情况下,羧化改性壳聚糖微球对水中2,4-二硝基酚的去除量最大。
关键词:壳聚糖微球;
吸附;
有机污染物;高效液相色谱法
中图分类号:X131;O631.1
文献标志码:A
文章编号:1003-6504(2008)04-0027-03
AdsorptionofOrganicPollutantsbyModifiedChitosan
Microspheres
XINMei-hua,
ZHANGXing-song,
WANGQiong,
DENGJun
(SchoolofMaterialScienceandEngineering,HuaqiaoUniversity,Quanzhou362021,China)
Abstracts:Modifiedchitosanmicrosphereswerepreparedbyreversephasesuspensionmethod,andadsorptionoforganicpollutantsbymodifiedchitosanmicrosphereswasdetectedbyhighperformanceliquidchromatography.Factorsthataffectedtheadsorptionincludingadsorptiontime,pHandorganicpollutantconcentrationwerestudied.Resultsindicatedthatundertheconditionofsimilarconcentrationoforganicpollutants,themodifiedchitosanmicrospherescanremoveaqueous2,4-dinitrophenoltothemost.
Keywords:chitosanmicrospheres;adsorption;organicpollutant;highperformanceliquidchromatography
EnvironmentalScience&Technology
第31卷第4期2008
年4月Vol.31
No.4Apr.2008
第
31卷
高速搅拌使其成乳状液,持续搅拌30min。再加入甲醛反应1h,将反应液倒入乙醇和10%NaOH溶液的混合溶液中,静置分层,抽滤,洗涤,得到甲醛保护壳聚糖微球。氢氧化钠溶液碱化,加入0.04mol/L环氧氯丙烷60℃反应2h,抽滤,洗涤。在0.5mol/L盐酸溶液中
60℃反应6h。50%NaOH碱化后,与氯乙酸在60℃反应5h,调节pH,过滤,洗涤,索氏提取,真空干燥,得羧化改性CTS微球。1.3
羧化CTS微球对共存有机污染物的吸附测定称取0.1g交联羧化CTS微球,加入20mL一定浓度和pH值的7种有机污染物的混合溶液,30℃恒温水浴振荡(120r/min)。抽滤,稀释,按照“1.4”的色谱条件进样20μL进行HPLC分析,测定吸附前后有机污染物的浓度变化,计算改性CTS微球对有机污染物的吸附率Q和吸附容量Qe。
Q=(C0-Ce)/C0
Qe=
(C0-Ce)V/W式中:C0为吸附前有机污染物的初始浓度(mg/mL);Ce为吸附后有机污染物的浓度(mg/mL);
Q为吸附率(%);V为溶液的体积(mL);W为改性
CTS的重量
(g);Qe为吸附容量(mg/g)。1.4色谱分离测定条件
流动相为0.03mol/LHAc-NaAc缓冲液,用HAc调节pH至3.6,0.45μm滤膜过滤,超声波脱气20min。甲醇配比50%(V/V),流速1mL/min,室温(22±2)℃,紫外检测波长275nm,衰减2,进样量20μL。以峰高-外标法定量。
2结果与讨论
2.1色谱分离测定条件2.1.1紫外检测波长选择
配制一定浓度的苯胺、2,4-二硝基酚、间甲酚、邻硝基酚、对氯苯酚、2,4-二氯苯酚和氯苯溶液,在紫外可见分光光度计上扫描,选择7种有机污染物的吸光值都比较大的UV275nm进行实验。
2.1.2色谱条件选择
用反相高效液相色谱-紫外检测测定法,研究了
流动相组成、配比、pH值、流速等因素对分离的影响,建立了同时测定七种有机污染物的HPLC方法。在Shim-packCLC-ODS(4.6mmID×200cm,5μm)色谱柱上,以50%甲醇-0.03mol/LHAc-NaAc缓冲液(pH3.6)作流动相,流速为1.0mL/min,室温(22±2)℃,紫外检测波长为275nm,进样量20μL进行检测,衰减2。测得7种有机污染物的标准色谱图如图1所示,在25min内可同时分离测定。
2.1.3线性范围和检测限
配制1mg/mL的各种有机污染物溶液,稀释成一
系列浓度的标准溶液,用0.03mol/LHAc-NaAc缓冲液(pH3.6)定容,在UV275nm进样20μL进行测定。结果,上述7种有机污染物在0 ̄50μg/mL范围内线性关系良好,检测限在0.06 ̄1.0ng/μL。对7种有机污染物的混合溶液进样10次进行平行测定,其相对标准偏差<2%。
2.1.4回收率测定
配制含有7种有机污染物的模拟废水,进行吸附
实验,吸附液进行HPLC分析。加入7种已知浓度的有机污染物的标准溶液,测得回收率在96% ̄105%范围。表明采用上述HPLC法测定改性壳聚糖微球对有机污染物的吸附,结果准确可靠。
2.2羧化CTS微球对共存有机污染物的吸附
2.2.1时间对吸附的影响
取0.1g羧化改性CTS微球,加入pH3.6的20mL浓度分别为苯胺0.04mg/mL、2,4-二硝基酚0.03mg/mL、间甲酚0.03mg/mL、邻硝基酚0.03mg/mL、对氯苯酚0.03mg/mL;2,4-二氯苯酚为0.09mg/mL;氯苯为0.70mg/mL的有机污染物混合液,在30℃恒温水浴振荡(120r/min)1h、2h和3h,抽滤。按照上述所选的色谱条件进样20μL进行分析,测定吸附前后有机污染物的浓度变化,计算改性CTS微球对各物质的吸附量如表1所示。
由表1可见,在pH3.6、共存有机污染物浓度相近时,改性CTS微球对苯胺不吸附,对间甲酚、邻硝基酚、对氯苯酚和2,4-二氯苯酚的吸附量都较小,
并且
表1
不同时间的吸附结果
Table1
Theresultofdifferentadsorbingtimes
样品
Qe(mg/g)1h2h3h苯胺
000邻硝基酚0.160.360.22对氯苯酚0.240.840.242,4-二氯苯酚
0.662.100.34氯苯
12.7075.84
11.28
2,4-二硝基酚
3.183.203.20间甲酚0.640.780.5228
第4期小于2,4-二硝基酚,只有对浓度较大的氯苯吸附量较大。而且2,4-二硝基酚的吸附在1h内已达饱和,其它有机物在2h吸附量最大。
2.2.2溶液pH对吸附的影响
取0.1g改性CTS微球,加入20mL浓度同上的
不同pH值的有机污染物混合液,30℃恒温水浴振荡(120r/min)2h,抽滤,滤液用HPLC测定,结果见表2。
可见,溶液pH对改性CTS微球吸附有机物的影响较大,这是因为pH影响吸附质和改性CTS微球活性基团的存在形式,从而影响两者之间的相互作用,导致吸附量的不同。由表2可见,pH对各有机污染物吸附的影响程度不同,这与各物质的结构和性质有关。2,4-二硝基酚、间甲酚、邻硝基酚、对氯苯酚和氯苯的最大吸附均在pH3.6。
2.2.3酚浓度对吸附的影响
取0.1g改性CTS微球,加入20mLpH3.6不同浓
度的有机污染物混合液,30℃恒温水浴振荡(120r/min)
2h,抽滤,滤液用HPLC测定,结果见表3。可见,共存
有机污染物的浓度不同其竞争吸附的结果不同。并且除了对浓度较大的氯苯吸附量较大外,在共存有机污染物浓度相近时,改性CTS微球对2,4-二硝基酚的吸附量最大。
由以上实验得出,羧化改性CTS微球对水中共存有机污染物的吸附能力有较大差异,对苯胺不吸附,在pH3.6、共存有机污染物浓度相近时,改性CTS微球对2,4-二硝基酚的吸附量最大。共存有机污染物的浓度不同其竞争吸附结果不同。
3结论
采用反相高效液相色谱-紫外检测研究改性CTS
微球对水中共存有机污染物的吸附,结果表明:在有机污染物浓度相近的情况下,羧化改性CTS微球优先去除2,4-二硝基酚,并且吸附量与振荡时间、溶液
pH值以及共存有机污染物的浓度有关。
[参考文献]
[1]薛科社,董发昕.高效液相色谱-荧光检测法测定环境水中
的苯胺和苯酚[J].分析实验室,2004,23(8):36-38.
XueKe-she,DongFa-xin.Determinationofanilinandphenolinenvironmentalwaterbyhighperformanceliquidchromatographywithfluorescencedetection[J].Analytical
Laboratory,2004,23(8):36-38.
(inChinese)[2]刘得辉.化学危险品最新实用手册[M].北京:中国物资出版
社,1995:645.
LiuDe-hui.NewestPracticalHandbookofDangerousChemi-cals[M].Beijing:ChineseMaterialPublishingCompany,
1995:645.
(inChinese)[3]ZhaobingGuo,ZhengZheng,ShourongZheng,etal.Effect
ofvarioussono-oxidationparametersontheremovalofaqueous2,4-dinitrophenol[J].UltrasonicsSonochemistry,2005,12(6):461-465.
[4]LiaoMin.Adsorptionof2,4-dinitrophenoland2,4-dichloro-
phenoloncationicsurfactantmodifiedredsoil[J].ChineseJournalofGeochemistry,2004,23(4):301-308.
[5]肖秋国,付勇坚.活化海泡石对苯酚的吸附研究[J].环境科
学与技术,2006,29(7):73-74.
XiaoQiu-guo,FuYong-jian.Adsorptionofphenolbyacti-vatedsepiolite[J].EnvironmentalScience&Technology,2006,
29(7):73-74.
(inChinese)[6]刘维俊.高分子壳聚糖对微量金属离子的螯合作用研究[J].
环境科学与技术,2003,26(3):11-12.
LiuWei-jun.Chelationofnaturalmacromoleculechitosanwithmetalionsattracelevels[J].EnvironmentalScience&
Technology,2003,26(3):11-12.
(inChinese)[7]赵春禄,刘辉,刘振儒.壳聚糖的化学改性及其吸附性能的
研究[J].环境化学,2005,24(2):209-212.
ZhaoChun-lu,LiuHui,LiuZhen-ru.Astudyonchemicalmodificationofchitosananditsadsorbability[J].Environ-
mentalChemistry,2005,24(2):209-212.
(inChinese)[8]张兴松,李明春,辛梅华,等.羧化改性壳聚糖微球的制备及
吸附硝基酚研究[J].化工进展,2007,26(11):1666-1670.
ZhangXing-song,LiMing-chun,XinMei-hua,etal.Preparationofmodifiedchitosanmicrospheresandadsorp-tionfordinitrophenol[J].ChemicalIndustryandEngineering
Progress,2007,26(11):1666-1670.
(inChinese)表3
不同浓度的吸附结果
Table3
Theadsorptionresultofdifferentconcentrations
样品
C0-1(mg/mL)
Qe(mg/g)
C0-2(mg/mL)
Qe(mg/g)
苯胺0.0800.0402,4-二硝基酚0.042.740.044.74间甲酚0.060.350.030.83邻硝基酚0.040.420.020.20对氯苯酚0.120.210.060.502,4-二氯苯酚0.24
1.400.121.61氯苯2.00
214.12
1.00
130.80
表2
不同pH的吸附结果
Table2
TheadsorptionresultofdifferentpH
样品Qe(mg/g)
pH3.6pH6.0pH8.0苯胺
000邻硝基酚0.360.180对氯苯酚0.840.0402,4-二氯苯酚
2.103.240.38氯苯
75.8473.14
76.50
2,4-二硝基酚
3.200.080间甲酚0.780.100辛梅华,等羧化CTS微球对共存有机污染物的吸附研究
29
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