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氨基糖是糖类化合物的含氮衍生物,广泛存在于自然界中,而壳聚糖是一种典型的氨基糖类化合物,具有环境友好、无毒无害、生物相容性好等优点,在农业、食品工业、纺织业、日用化工以及环境保护等领域都有广泛的应用。然而,目前主要通过虾蟹壳生产壳聚糖,其生产工艺流程繁琐复杂,生产周期长,“三废”量大,收率低,产品质量不易控制,并且成本高昂。针对上述问题,本论文以纤维素为原料,先合成纤维素活性酯中间体,再对其氨解制备壳聚糖类似物(NC,氨基纤维素衍生物),并以NC作为吸附剂初步探索了对模拟废水中Pb2+的去除效果。首先,以纤维素、对甲苯磺酰氯为原料,制备纤维素对甲苯磺酸酯中间体,以NH3·H2O或NH3/甲醇溶液作氨化剂,对该中间体进行氨解成功制备了目标产物NC。通过实验探索,确定合成NC的较佳反应条件为:纤维素对甲苯磺酸酯和氨化试剂的摩尔比为1:(5～10),反应温度为140～180℃,反应时间为24 h,操作压力为2.5～2.8 MPa。在此工艺条件下,制备的NC取代度为0.85～1.19,收率为 20.6%～57.1%。其次,以水溶性更佳、原子更经济且价格更低廉的纤维素硫酸酯作中间体,探究纤维素硫酸酯氨解制备目标产物NC的可行性。先以小分子脂肪醇(正辛醇)为原料,经氯磺酸酯化制得脂肪醇硫酸酯(钠盐),再以CH3NH2或NH3作氨化剂对其进行氨解,结果表明:在辛醇硫酸酯和氨化剂的摩尔比为1:(5～10),温度为140～180℃,反应时间为24～48 h时利用自升压可成功制备目标产物(脂肪胺),收率可达57.8%。再次,以纤维素为原料,以浓硫酸(或三氧化硫)作酯化剂,制备纤维素硫酸酯钠盐(NaCS);以NH3·H2O作氨化剂,对NaCS进行氨解制备目标产物NC。通过实验探索,确定合成NC的较佳反应条件为:纤维素硫酸盐和氨化试剂的摩尔比为1:(5～10),反应温度为180℃,反应时间为6～24 h,操作压力为2.9～3.8 MPa。在此工艺条件下,制备的NC取代度为1.09～1.32。最后,以纤维素硫酸酯氨解制备的NC(取代度1.09)为吸附剂,温度为25℃,NC用量为4.0g/L,在较低Pb2+初始浓度下(130.0 mg/L),初步探索了初始溶液pH值和吸附时间对吸附效果的影响。研究表明,在pH = 5.0时,NC对Pb2+的吸附效果最好;吸附过程在6 h时达到平衡,平衡吸附量为32.0 mg/L,平衡吸附浓度为2.0 mg/L;当Pb2+初始浓度为58.0 mg/L时NC对Pb2+的去除率随着投料量的增大而增大,在投料量为2.0 g/L～6.0 g/L时,去除率为96.4%～98.3%。综上所述,以纤维素为原料成功制备了 NC,并将其作为吸附剂应用于模拟废水中重金属离子的吸附,具有较好的吸附性能,研究结果可为NC的工业化应用奠定良好的基础。