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本文采用以天然可生物降解的壳聚糖为原料,通过壳聚糖2位氨基与长链羧酸的羧基相互作用,引入疏水烷基链,制得疏水的壳聚糖硬脂酸盐、壳聚糖月桂酸盐和壳聚糖油酸盐,用傅立叶红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(X-ray)对产物的结构进行表征,用凯氏定氮法测定壳聚糖羧酸盐的氮含量,计算出复合盐中羧酸的结合量;测定了壳聚糖复合盐的吸油性能、保油性能、脱油性能和材料再生性能;利用正电子湮灭和扫描电子显微镜研究了壳聚糖基吸油材料吸油前后微结构与形貌的变化,探讨了吸油材料的结构和油回收性能的关系。结果表明:
1、所制备的壳聚糖硬脂酸盐、壳聚糖月桂酸盐和壳聚糖油酸盐都是以盐键结合的。
2、壳聚糖硬脂酸盐对植物油、矿物油和合成油的吸附速率快、回收效果显著、方法简便。对三种油的吸油量都达到了10 g/g,保油率均在90%以上。脱油率由大到小依次为:对花生油(94.51%)、对液体石蜡(90.74%)、对甲基硅油(78.69%)。
3、壳聚糖月桂酸盐对花生油、甲基硅油和液体石蜡的最大吸油量都达到了8 g/g,保油率依次为:91.75%、91.17%和92.52%,脱油率由大到小依次为:91.36%、85.27%和73.58%。
4、壳聚糖油酸盐对花生油、甲基硅油和液体石蜡的最大吸油量依次为:10.15 g/g、8.36 g/g和7.38 g/g,保油率依次为:93.23%、91.62%和92.71%,脱油率由大到小依次为:90.260%、87.53%、78.69%。
5、壳聚糖基吸油材料具有一定的再生性。水解再生法再生后的吸油量为6 g/g左右,较第一次合成出的复合盐的吸油量10 g/g左右有很大的差距。再生后三种复合盐对三种油品的吸油量之间的差别不明显。溶剂萃取再生法优于水解再生法。
6、壳聚糖基吸油材料吸油后自由体积含量和自由体积半径均增加,表明油品是吸附到复合盐的内部,而不仅仅是表面吸附。壳聚糖基吸油材料的结构(亲油链段碳链的长度、亲油链段的饱和度)和油的结构影响了材料回收油的性能。含有十八碳的亲油基团的复合盐的吸油量大于含有十二碳的亲油基团的复合盐的吸油量,亲油基团链段和所吸油品结构的相似程度是影响复合盐吸油量的又一因素,相似度越高吸油量越大。复合盐的亲油基团中含有双键结构,复合盐的吸油量降低。脱油率的大小和所吸油品的粘度有关,油品的粘度越大,脱油率越低。