基于壳聚糖的环境功能材料制备及应用分析

王薇

文章分析了壳聚糖的涵义，同时阐述了壳聚糖的环境功能材料制备方法，最后通过大量资料文献查阅后，对壳聚糖在去除水中金属离子中的具体应用情况进行了研究。旨在采用科学手段减少环境污染，主要是降低重金属污染程度。

壳聚糖涵义

壳聚糖存在于大自然中，是从脱乙酰处理后的甲壳素中提取出来的，因而其又被称作是聚葡萄糖胺（1-4）-2-氨基-B-D葡萄糖。历史上第一个壳聚糖是由法国人Rouget发现的。通过研究人们逐渐认识到壳聚糖不仅在相容性方面表现良好，而且在生物功能性方面同样表现较好，因而被看成一种安全性较好的微生物可降解物质。据了解，壳聚糖已被人们应用到化妆品、食品及金属物回收提取等领域中，并取得了非常好的应用效果.

制备及应用

实验材料和实验设备。制备材料包括：磷酸氢二胺、硝酸钙、壳聚糖、硝酸、乙酸、过氧化氢、无水乙醇、石油醚、液体石蜡、巯基乙酸、硝酸钠、戊二醛以及聚乙烯醇。其中，除了壳聚糖是由70%的脱乙酰制的外，其他试剂均采购自国药集团。

制备流程。第一步是称取壳聚糖（10g）放置到六百毫升的乙酸溶液（浓度为20%）中；第二步是待电炉温度达到60摄氏度后，将装有溶液的烧杯放在电炉上，并不断进行搅拌，直到完全溶解后，再向烧杯中加入20ml过氧化氢继续进行水解，直到便成黄色透明状溶液便停止加热；第三步是用氢氧化钠（浓度为20%）将溶液PH值调节到10，并保持PH值不变；第四步是使用淀粉—碘化钾试纸对过氧化氢进行检测，观察其是否已经被完全分解；第五步是过氧化氢被完全分解后，需使用乙酸将溶液PH值调至7，并使用离心机保留部分液体；第六步是将溶液浓缩蒸发到50ml，并向烧杯中加入少量的无水乙醇，使溶液沉淀；第七步是使用离心机，以每分钟4000转的速度离心处理沉淀溶液，然后使用乙醇清洗溶液（共3次）；第八步是清洗完成后将沉淀物放置到风干干燥箱中（温度控制在50摄氏度）进行干燥，最后便得到壳聚糖（水溶性）。

应用。采集树叶后，第一部需用清水+洗涤剂洗净烘干树叶，并将树叶划分成三部分备用。首先需要做的是將树叶均匀剪切，大小约1厘米，随后取块状叶片（1g）放到烧杯中，然后向装有树叶的烧杯中倒入适量壳聚糖溶液，并于自动搅拌机上连续搅拌两小时，然后进行过滤与烘干，随后将10ml蒸馏水以及20ml硝酸倒入装也干燥树叶块的烧杯中，再将烧杯放到电炉上加热，直到溶液有白烟升起，最后应过滤掉烧杯中的混合液体，并将液体装入50ml容量瓶中，定容待测。

第二部分需要将树叶磨成粉末状，并将粉末状叶片（1g）放到准备好的烧杯中，随后向烧杯中倒入适量壳聚糖溶液，接着将烧杯放到搅拌机上搅拌（2h），然后是过滤，过滤后应向烧杯中加入蒸馏水及硝酸，分别为10ml、20ml，搅拌均匀后将其放到电炉上加热到出现白烟，然后过滤处理并将液体部分留下，接着倒入容量瓶（50ml）中，定容待测。

第三部分是采集来的树叶不用进行处理，直接切碎并取1g树叶放到准备好的烧杯中，随后向烧杯里加入同上述步骤等量的蒸馏水、硝酸，然后将混合物放到电炉上加热产生白烟，紧接着滤出杂物，保留液体，同上述一样需要将液体放到50ml容量瓶中，定容后检测。

（1）测得结果

我们使用原子吸收监测仪（北京达丰瑞仪器公司）对上述三种方式制得的液体（含重金属）进行监测，最后测得的结果如表所示。

从上表中我们可以看出，将壳聚糖应用在含有重金属的固体中，主要分成两种应用情况进行分析。第一种应用情况使用的是块状树叶去除法，这一方法去除Zn、Pb和Cu等重金属的能力不够显著，分别是19.8%、25.4%以及45.2%；第二种应用情况使用的是粉末状树叶去除法，这一种方法相较于前一种而言，去除Zn、Pb和Cu等重金属的能力比较明显，分别是48.2%、88.7%以及74.1%，究其原因主要是两种方式在树叶接触面积上存在着较大差异，简而言之便是粉末状树叶与重金属接触的面积明显大于块状树叶，因而壳聚糖在应用过程中，去除重金属的效果较好。查阅相关资料我们发现，树叶组织结构中含有的重金属物质最多，这便证明了将块状的壳聚糖浸泡起来用以去除重金属，并不会起到良好的去除效果。

综上所述，文章通过对壳聚糖的有关性质进行分析，阐述了其在去除重金属物质中，不同应用方式所起到的应用效果不同，简单说来，即是壳聚糖应用到不同形状的样品中对处理效果有很大影响。