田菁胶基功能复合材料的设计合成及吸附/抗菌性能研究

来源 :内蒙古农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:leezero555
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随着科学技术的飞速发展,人们的生活水平逐渐提高,然而我们赖以生存的环境却面临着很大的威胁。水作为人类赖以生存的源泉,水污染直接威胁着人们的健康安全,治理水污染已经刻不容缓。被污染的水体中含有大量的碘污染物、重金属离子污染等,吸附法是治理水污染物最行之有效的方法。田菁胶(Sesbania gum,SG)作为我国特有的一种天然高分子化合物,其产量丰富、成本低廉、对环境友好、易于改性、可降解,现已被广泛应用于许多领域。但田菁胶具有粘度高、耐高温性差等缺点,限制了其实际应用,因此必须对田菁胶进行功能改性。因此,本论文以SG为原料,通过对其表面改性构建吸附、抗菌复合材料,并探究对碘污染、铜离子、致病菌的治理效应。具体研究内容如下:(1)利用自由基聚合法,以N-乙烯基-2-吡咯烷酮(NVP)和田菁胶为原料,成功合成了SG-PVP,通过调节NVP的量获得了具有不同亲疏水性的SG-PVP。随后,对SG-PVP进行了碘化处理,得到SG-PVP-I2。通过FTIR、SEM、EDS、UV-Vis、CA等表征手段探究SG、SG-PVP和SG-PVP-I2的形貌、结构、元素组分、亲疏水性能等。通过碘量法,对SG-PVP-I2的碘含量进行了定量分析。最后,采用菌落计数法,以大肠杆菌(E.coli)为模型菌,分别研究了SG-PVP-I2在不同菌落浓度、不同样品浓度、不同时期和循环多次的抗菌能力。(2)以田菁胶为原料,利用高碘酸钠的选择氧化性,对田菁胶进行了氧化改性,使田菁胶表面的邻羟基氧化为邻醛基,合成了OSG。然后利用聚六亚甲基胍盐酸盐的末端氨基与OSG的醛基反应生成席夫碱,将其接枝到田菁胶表面,合成了SG-PHMG,从而赋予田菁胶抗菌的能力。通过FTIR、SEM、CA、TG等表征手段探究SG、OSG和SG-PHMG的形貌、结构、亲疏水性、稳定性等。最后,采用菌落计数法,以大肠杆菌(E.coli)为模型菌,研究了SG-PHMG在不同菌落浓度和不同样品浓度下的抗菌能力。(3)以田菁胶为原料,在高碘酸钠选择性氧化的前提下,通过亚氯酸钠对其进行进一步氧化,将OSG表面的邻醛基进一步氧化成羧基,以提高田菁胶的亲水能力。随后通过化学交联的方法,将SG-COOH和SA在Ca Cl2溶液中进行交联,制备SG-COOH/SA-Ca2+微球。通过FTIR、SEM、CA、NMR等表征手段探究SG、OSG、SG-COOH和SG-COOH/SA-Ca2+微球的形貌、结构、亲疏水性、官能团等。最后,探究了SG-COOH/SA-Ca2+微球在不同初始浓度、不同反应时间、不同温度及不同p H下对Cu2+的吸附能力,同时还进一步探究了吸附等温模型、吸附动力学及吸附热力学模型的拟合以了解吸附机理。
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