在最佳條件下制得的MCC具有除濁和捕集重金屬離子雙重功能,形成的絮體量較大、沉速快,出水水質(zhì)好,重金屬回收率較高,殘?jiān)€(wěn)定,不易造成二次污染,絮體分形維數(shù)越小,空隙越多,除銅效果越好。
天然水體中含銅極少,主要來(lái)自工業(yè)廢水。銅不僅對(duì)水的色、嗅、味等性狀產(chǎn)生影響,而且對(duì)水體自凈作用也有一定的干擾。此外,它對(duì)人類及低等生物和農(nóng)作物的毒性也較大。人體長(zhǎng)期吸入過(guò)量銅后,會(huì)抑制酶的活性,刺激消化系統(tǒng),造成肝硬化,記憶力減退、注意力不集中等癥狀,還可出現(xiàn)多發(fā)性神經(jīng)炎、神經(jīng)衰弱綜合癥等;同時(shí),銅還是很重要的有價(jià)金屬,因此,有效回收廢水中的銅十分必要。
多年來(lái),人們不斷地開發(fā)和改進(jìn)重金屬?gòu)U水的處理方法和技術(shù),產(chǎn)生了諸如中和沉淀、吸附、電凝聚等方法。但這些處理方法在展現(xiàn)各自優(yōu)點(diǎn)的同時(shí),也存在適用范圍小,殘?jiān)环€(wěn)定、回收困難等缺點(diǎn)。因此,高效實(shí)用的含銅廢水處理方法及藥劑仍是目前研究的熱點(diǎn)。
殼聚糖是甲殼素脫乙酰的產(chǎn)物,其分子中含有-OH和-NH2等活性基團(tuán),可與過(guò)渡金屬離子發(fā)生配位反應(yīng)形成穩(wěn)定的配合物,是天然高分子絮凝劑,并具有原料來(lái)源廣泛、生產(chǎn)過(guò)程簡(jiǎn)單、無(wú)毒、易生物降解等優(yōu)點(diǎn)。但殼聚糖分子內(nèi)、分子間存在強(qiáng)的氫鍵締合作用,呈緊密的晶狀結(jié)構(gòu),只能溶于稀酸和某些特定的溶劑,極大地限制了其應(yīng)用范圍。因此,有必要對(duì)殼聚糖進(jìn)行化學(xué)改性,以改善其溶解性和絮凝性能。
基于此,筆者以殼聚糖(chitosan,CTS)為原料,在活化劑碳二亞胺鹽酸鹽(EDC.HCl)的作用下,通過(guò)酰胺化反應(yīng)將左旋半胱氨酸(L-CySH)上重金屬離子的強(qiáng)配位基-巰基引入CTS分子,得到高分子重金屬絮凝劑-2-氨基-3-巰基丙酰殼聚糖(2-amino-3-mercapto-propionyl chitosan,MCC)。它不僅可以發(fā)揮架橋作用,降低濁度及顆粒狀的重金屬含量,而且可利用配位螯合作用去除溶解態(tài)重金屬,使含重金屬?gòu)U水的處理過(guò)程更加簡(jiǎn)單高效。