壳聚糖改性吸附剂的制备及其吸附性能研究

利用壳聚糖与香草醛反应生成的希夫碱壳聚糖(VCG),通过在其一级羟基上进行交联,制备出壳聚糖缩香草醛螯合树脂(S-VCG)。用红外光谱对其结构进行表征,并研究其对重金属离子Cu2 和Pb2 的吸附特性。结果表明:壳聚糖缩香草醛螯合树脂(S-VCG)对Cu2 的平衡吸附时间4h,最大吸附量的pH≈3.2,吸附量约为43.1mg/g,对Pb2 平衡吸附时间5h,最大吸附量的pH≈4,吸附量约为110mg/g。S-VCG具有较强的抗酸性。     

壳聚糖季铵盐的合成及性质研究

为开发利用壳聚糖及其衍生物,采用异相法合成了壳聚糖季铵盐——羟丙基三甲基氯化铵(HACC),并分别用红外光谱、核磁共振对其结构进行了表征;通过扫描电镜图对比分析了CS和HACC的粒度和外貌形态变化。在此基础上,测定了HACC的取代度(DQ),并对其溶液性质进行研究。结果表明：通过在壳聚糖分子结构中N上引入季铵盐侧链合成的HACC,具有较好的水溶性和较高的稳定性,室温下水中溶解度达10％,1％醋酸水溶液粘度在12d内、水溶液粘度在pH=3～9范围内几乎没有降低。     

球状壳聚糖树脂的制备及其吸附热力学研究

研究1种球状壳聚糖树脂(RCM)吸附Cu2 的热力学行为,为RCM应用于除去废水、果蔬汁等中的重金属离子提供理论基础.首先壳聚糖为原料采用反相悬浮交联法制备RCM,并表征了RCM的一些物理化学性质;其次采用静态吸附法研究RCM对Cu2 的吸附行为.结果发现,制得的RCM粒径较为均一,且表面致密多孔,其含水量为51.982%,树脂骨架密度(ρT)为1.212 g·cm-3,堆砌密度(ρp)为0.862 g·mL-1,孔度值(P)为0.554,交联度为13.581%.RCM对Cu2 饱和吸附量为0.993 mmol·g-1,吸附等温线符合Langmiur等温曲线,其Langmiur等温式为:Ce/Q=11.614 1.007 5Ce (313K),表明其对Cu2 属于单分子层吸附.吸附热力学研究表明:吸附是自发的、吸热的、熵增加的过程.通过吸附势值可知,在相同的温度下,随着溶液中Cu2 浓度的增加,吸附势逐渐降低;当初始浓度相同时,随着实验温度的升高,吸附势升高.     

低分子量壳聚糖及其衍生物的制备与溶菌酶对其降解的实验研究

将大分子质量壳聚糖用壳聚糖酶法降解成分子质量为3ku左右的低分子质量壳聚糖,再将其分别化学修饰成低分子质量的羧甲基壳聚糖和羧甲基甲壳素,并进行结构表征。在最适条件下,用溶菌酶分别对3种多糖进行降解实验,并进行酶解前后多糖的还原糖浓度测定和HPLC分析,确定溶菌酶对不同结构多糖的水解能力。结果表明,溶菌酶对羧甲基甲壳素水解作用最快,羧甲基壳聚糖次之,壳聚糖最慢。该研究为甲壳素衍生物在生物医用材料中的应用和降解速率调控提供了依据。     

O-羧甲基壳聚糖的制备及其结构表征

本文以壳聚糖为原料,采用苯甲醛选择性的保护壳聚糖C2位氨基的方法,制备了O-羧甲基壳聚糖(O-CMC)。采用红外光谱及核磁共振波谱法对产物结构进行了表征,确定了羧甲基化反应只发生在壳聚糖的O位。该方法制备得到的O-CMC的羧甲基度为42.2%,反应选择性好,步骤简单,产率高达85%。     

羧甲基壳聚糖季铵盐的制备及混凝性能研究

采用氯乙酸为羧甲基化试剂、3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵为季铵阳离子化试剂,制备了羧甲基取代度为64.4%,季铵化取代度为98.4%的羧甲基壳聚糖季铵盐。采用zeta电位和烧杯混凝实验研究了羧甲基壳聚糖季铵盐对高岭土模拟水样的混凝特性,考察了pH值、混凝剂投加量和原水浊度对混凝效果的影响。结果表明,羧甲基壳聚糖季铵盐可以明显改善高岭土悬浊液的混凝效果;达到最佳混凝效果时所需羧甲基壳聚糖季铵盐的投加量随高岭土悬浊液pH值和原水浊度的增加而增加。浊度去除率随pH值的增加而减小,随原水浊度的增加而增加;原水浊度为50NTU时,浊度去除率均小于80%;羧甲基壳聚糖季铵盐具有两性混凝剂的典型特性,吸附架桥和电性中和是羧甲基壳聚糖季铵盐的主要混凝作用机理,混凝过程是多种机制共同作用的过程。     

枪乌贼羽状壳制备壳聚糖的研究

以枪乌贼的骨骼组织羽状壳为原料 ,设计正交实验分析了碱液浓度、温度和时间对壳聚糖脱乙酰度和粘度的影响 ;对枪乌贼羽状壳制备的壳聚糖的性能进行了初步研究。结果表明 ,以羽状壳制备的壳聚糖特点是具有较高的粘度 (3890 m Pa· s) ,颜色为浅黄褐色 ,可免除脱钙脱色环节。在碱液浓度为 4 5 % ,温度为 90℃ ,反应时间为 4 h的条件下 ,可得到较好品质的壳聚糖产品     

关于制备壳聚糖纤维的研究(英文)

研究壳聚糖的脱乙酰度和纺丝原液的浓度对纤维性能的影响。并对湿法纺丝设备及湿法纺丝的条件进行了初步的探索。     

壳聚糖/α,β-甘油磷酸凝胶微球的制备及性质研究

以液体石蜡为油相,以壳聚糖/α,β-甘油磷酸凝胶溶液为水相,用乳化法制备了壳聚糖/α,β-甘油磷酸凝胶微球,并对微球形态、粒径分布、溶胀性、蛋白吸附率、溶血率、体外降解率进行了分析。光学显微镜下显示,微球形态圆整,粒径主要分布在100～400μm;扫描电镜显示,微球内部为三维网络状结构,骨架清晰;pH=7.4的PBS缓冲液中干凝胶微球的溶胀率为218.08%,普通壳聚糖微球为70.98%;1和24h测得凝胶微球的蛋白吸附量分别为13.21和15.68μg/g,普通壳聚糖微球分别为3.71×103和4.83×103μg/g;微球的溶血率小于5%,血液相容性良好;体外降解实验显示,壳聚糖的脱乙酰度、黏度以及溶菌酶浓度对壳聚糖/α,β-甘油磷酸凝胶微球的降解性质产生影响。     

壳聚糖的化学改性及其产物的红外解析研究

甲壳素是一种天然高分子多糖，具有与纤维素相近的骨架结构，其资源丰富，用途广泛(方波，1998)。但由于分子内和分子间存在很强的氢键作用力，因而不能熔融，也不溶于普通溶剂(如水、乙醇等)(董炎明等，2002)，实际应用中较多的是其部分或全部脱乙酰化产物——壳聚糖。壳聚糖虽然可以溶于酸性水溶液，但不能直接溶于水中，且在酸性水溶液中不稳定，也不溶于一般的有机溶剂，这在很大程度上限制了它的应用(董炎明等，2002)。所以，水溶性壳聚糖衍生物的研制正成为一个新的研究方向。壳聚糖分子中C2位上的-NH2，C3、C6位上的-OH，均具有较强的反应活性，在适当条件下可进行多种化学修饰，如酰基化、羧烷基化、硫酸酯化、烷基化、羟烷基化及氰烷基化等。引入上述功能性基团，可增加壳聚糖的溶解性和功能性，拓宽了壳聚糖的应用范围。这些衍生物的制备研究已成为壳聚糖应用开发的主要方向之一。     

海洋生物高分子壳聚糖微孔树脂的开发

在简要评述甲壳素和壳聚糖的资源、产业及其应用特点的同时,着重叙述壳聚糖微孔树脂的制备、性质、功能和应用,从而展示壳聚糖及其微孔树脂的发展前景。     

超细SiO2改性壳聚糖膜的制备、表征及蛋白质分离性能研究

本研究通过先共混沉淀后溶解去除超细SiO₂颗粒(5～10μm)制备改性壳聚糖膜,采用扫描电子显微镜(scanning electron microscope, SEM)观察显示,改性后的壳聚糖膜由微尺度多孔结构和光滑表面结构的非对称结构组成,并且改性前后壳聚糖膜的机械性能没有明显改变。死端过滤实验测试膜通量的结果显示,由于微观凹凸膜结构可增大膜的有效扩散面积,因此改性后壳聚糖膜的水渗透性比未改性壳聚糖膜提高了1.5倍。采用自由扩散法测试溶菌酶(14 kDa)、胰蛋白酶(20 kDa)、胃蛋白酶(34 kDa)、鸡卵清蛋白(43 kDa)和牛血清白蛋白(65 kDa)在壳聚糖膜内的有效扩散系数(effective diffusion coefficients,D_eff),实验结果表明,虽然蛋白质分子量的变化仅为4.6倍,但是改性壳聚糖膜中蛋白质的D_eff变化达330倍,说明壳聚糖膜具有一定的蛋白质选择过滤性能。另一方面,鸡卵清蛋白和牛血清白蛋白的D_eff出现了较为明显的变化,由此推测改性壳聚糖膜传质通...     

温控加热下低表面能铝氧化膜的制备及其耐腐蚀初步研究

在氧化铝表面添加有机镀层可以降低其表面能,然而有机镀层具有附着力低、不稳定及污染环境等缺陷.PAOF(多孔氧化铝薄膜)在仿生学上具有类似自然界低表面能生物的表面微结构,为达到进一步提高其表面接触角目的,本研究采用加热冷却等对其进行处理.通过SEM观察,制得的低表面能材料具有约176 nm孔径的规则光滑多孔结构.表面元素...     

干出状态下坛紫菜叶状体表面水膜与失水对光合作用光化学特性的影响

采用筏式吊养的大型经济海藻坛紫菜(Pyropia haitanensis)在栽培生长期间, 常周期性地处于干出状态。本文通过测定不同水膜状态下坛紫菜的叶绿素荧光动力学相关系数, 探讨了干出状态下坛紫菜叶状体表面水膜的理化特性与失水对其光合作用光化学特性的影响。实验数据显示, 干出初始状态下, 叶状体表面水膜pH值的升高对坛紫菜的最大光化学效率Fv/Fm、光化学淬灭系数qP、非光化学淬灭系数NPQ、最大相对电子传递速率ETRm和光能利用效率α均无显著性影响。当坛紫菜叶状体表面水膜盐度为0~75‰时, Fv/Fm、qP、NPQ、ETRm和α均保持稳定; 当叶状体表面水膜盐度增加到75‰~150‰时, Fv/Fm、NPQ、α和ETRm则显著下降, 较盐度为33‰时分别下降了66%、84%、70%和60%, 表明覆盖高盐度水膜的叶状体PSⅡ反应中心活性受到抑制。坛紫菜叶状体在失水初期的光合活性不受影响, 当叶状体表面水膜厚度降到0后, 叶状体细胞内部开始失水, 光合活性也显著下降。严重脱水状态(失水率为75%)下, Fv/Fm、NPQ、α和ETRm较失水初期分别下降了41%、69%、38%和43%。这些研究结果表明, 坛紫菜叶状体在干出失水初期, 水分损失是由于表面水膜损失引起的, 水膜厚度随着失水率的增加呈线性下降, 表面水膜厚度的下降影响了藻体的热耗散能力; 随着失水率进一步增加, 叶状体的光合活性和热耗散能力受到不利影响, 其中热耗散能力对叶状体含水量的变化更为敏感。     

西太平洋深海沉积物孔隙水稀土元素地球化学特征及意义

为探索深海孔隙水中稀土元素的生物地球化学循环过程,对太平洋菲律宾海九州-帕劳海脊东、西两侧的两个钻孔沉积物进行了高精度的孔隙水采样工作,分析了主、微量元素和稀土元素的地球化学特征,并对稀土元素的浓度、配分模式以及分馏特征进行了详细的讨论。结果表明：这两个钻孔沉积物均处于氧化环境,表现出海水-沉积物界面和浅层孔隙水（2.5～20 cm）中相对富集轻稀土和中稀土,而中层（25～60 cm）和深层沉积物（＞65 cm）孔隙水中则相对富集重稀土元素的特征。初步推断有机质和锰（氢）氧化物的分解和吸附作用是造成孔隙水中稀土元素分馏的主要因素。相比于九州-帕劳海脊的东、西两侧海域,孔隙水中的稀土元素浓度和分馏程度存在一定的差异,周围环境中的矿物组成和锰（氢）氧化物等是其主要的控制因素,但是研究区域深海孔隙流体并不能为海洋贡献稀土元素。     

Improved Algorithms for the Measurement of Total Precipitable Water and Cloud Liquid Water from SARAL Microwave Radiometer Observations

SARAL carried onboard a radar altimeter that provides very precise measurements of the sea surface height (SSH). Like other altimetric missions, SARAL carries a passive microwave radiometer (PMR) for wet tropospheric correction to SSH. In the present study, new algorithms are developed for the retrieval of cloud liquid water (CLW) and total precipitable water vapor (TPW) over the global oceans from PMR measurements of the brightness temperatures. A radiative transfer and genetic algorithm based retrieval scheme is proposed for the estimation of CLW and TPW from SARAL PMR. The comparisons of CLW from PMR with independent measurements from GPM-GMI and SSMIS within and outside ±40° latitudes show correlation (R) of 0.86 and 0.83, bias of 0.7 and ?3.61?mg/cm², and root mean square error (RMSE) of 8.42 and 8.07?mg/cm², respectively. Similarly, TPW from PMR with GPM-GMI and SSMIS show R of 0.99 and 0.98, bias of ?0.04 and ?0.03?g/cm² and RMSE of 0.17 and 0.17?g/cm², respectively. The retrieval accuracy of CLW and TPW from the new algorithms is compared with these parameters provided in the SARAL geophysical data records as finished products, which showed substantial improvement in the quality of the parameters from the new algorithm.     

海带膳食纤维的理化特性及通便作用研究

海带富含褐藻胶、纤维素和半纤维素等成分,是生产膳食纤维的优质原料。本文以海带为原料制备海带膳食纤维,并开展了海带膳食纤维与两种常见膳食纤维的理化性质及通便作用的比较研究。结果表明,海带膳食纤维持水力和膨胀力优于燕麦膳食纤维和魔芋膳食纤维;在通便实验中,小鼠给予海带膳食纤维一段时间,小鼠墨汁推进率和便秘模型小鼠排便粒数以及排便重量均明显优于空白对照小鼠以及其他膳食纤维处理小鼠。上述研究表明海带膳食纤维各项生理指标作用最好,并具有较好的通便作用。     

Isotopic,trace element and nutrient characterization of coastal waters from Ubatuba inner shelf area,south-eastern Brazil

Stable isotopes, tritium, radium isotopes, radon, trace elements and nutrients data were collected during two sampling campaigns in the Ubatuba coastal area (south-eastern Brazil) with the aim of investigating submarine groundwater discharge (SGD) in the region. The isotopic composition (δD, δ¹⁸O, ³H) of submarine waters was characterised by significant variability and heavy isotope enrichment. The stable isotopes and tritium data showed good separation of groundwater and seawater groups. The contribution of groundwater in submarine waters varied from a few % to 17%. Spatial distribution of ²²²Rn activity concentration in surface seawater revealed changes between 50 and 200 Bq m⁻³ which were in opposite relationship with observed salinities. Time series measurements of ²²²Rn activity concentration in Flamengo Bay (from 1 to 5 kBq m⁻³), obtained by in situ underwater gamma-spectrometry showed a negative correlation between the ²²²Rn activity concentration and tide/salinity. This may be caused by sea level changes as tide effects induce variations of hydraulic gradients, which increase ²²²Rn concentration during lower sea level, and opposite, during high tides where the ²²²Rn activity concentration is smaller. The estimated SGD fluxes varied during 22–26 November between 8 and 40 cm d⁻¹, with an average value of 21 cm d⁻¹ (the unit is cm³/cm² per day). The radium isotopes and nutrient data showed scattered distributions with offshore distance and salinity, which implies that in a complex coast with many small bays and islands, the area has been influenced by local currents and groundwater–seawater mixing. SGD in the Ubatuba area is fed by coastal contaminated groundwater and re-circulated seawater (with small admixtures of groundwater), which claims for potential environmental concern with implications on the management of freshwater resources in the region.