2?壳聚糖对重金属铅离子的吸附及其影响因素
壳聚糖由于分子中存在羟基、氨基，可对重金属离子进行络合，而吸附作用很明显受到温度、时间等条件的影响。此外，壳聚糖活性中心氨基、羟基存在形式受到水溶液酸碱度等其它因素的影响从而对壳聚糖的吸附有一定的作用。 2.1吸附温度对吸附的影响
通过研究不同温度下溶液中壳聚糖对铅离子的吸附性能可以发现温度对吸附的影响较大。林友文等[4]对壳聚糖对铅离子吸附进行了研究，提出以下动力学方程： T/Q=T/Qeq+M/Kc(0)
其中：T为温度；Q为吸附量；Qeq为平衡时的吸附量；
M为常数；K为表观吸附常数；C0为铅离子的初始浓度 通过该吸附方程，可以对壳聚糖吸附重金属离子的机理进行进一步的了解、研究吸附的本质。杨洪[5]研究壳聚糖对铅离子的吸附时，发现吸附在一定时间内满足Freundlich等温吸附式。 总之，从热力学角度看：一般条件下，吸附作用的焓变△H可以看成常量，且小于零；而该吸附过程为螯合作用，即熵变△S大于零；由热力学等温方程式△G=△H-T△S可知，吸附的吉布斯自由能变△G随着T的增加而减小，吸附反应是自发的，即容易发生吸附作用。另一方面，不管是化学吸附还是物理吸附，其吸附热?△H均小0，由dLnK/dT=△H/RT可知，随着温度的升高吸附平衡常数K值反而降低，平衡时壳聚糖吸附重金属的量也将降低。故温度对吸附作用存在最佳值。从动力学的角度看：温度升高有利于加快反应速率，有利于吸附作用。但是温度不能太高，可能影响壳聚糖的活性。综上所述，在特定的温度下存在最佳吸附作用。
2.2溶液PH对吸附的影响
pH是影响壳聚糖对重金属铅的吸附作用是最主要的因素之一。壳聚糖活性中心的氮原子和氧原子有着孤对电子可以通过配位键与质子和金属作用。由于氧原子上的孤对电子对原子核的吸引比氮原子强，所以氮原子可以提供孤对电子与金属离子形成金属复合物的趋势比氧原子大。基于这个考虑，Li?Jin?and?Renbi?Bai对其进行了研究，提出了以下机理：重金属离子被壳聚糖吸附时，主要是通过壳聚糖分子中胺基对重金属离子的螯合作用来进行的；在低PH值下，壳聚糖链条上的-NH2形成-NH3+?，使得氨基的配位能力下降，对金属离子的吸附率降低；?随着PH值增高，壳聚糖中的氨基游离出来，有利于增加其对金属离子的吸附率。?但是当PH值很高时，铅离子的存在可能产生PbOH+或Pb(OH)2,使得吸附效果降低[6]。其作用过程可以归结为： ????R-NH2+H+→R-NH3+
????R-NH2+Pb2+→R-NH2?Pb2+
????R-NH3++Pb2+→R-NH2?Pb2++?H+ ????R-NH2?Pb2++H2O→PbOH++?R-NH3+ 2.3不同脱乙酰度壳聚糖对吸附的影响
壳聚糖的脱乙酰度对它的吸附性能产生一定的影响。脱乙酰度不同，游离出来的吸附中心（氨基等）不同，且其水溶性不同，吸附性能也大不同。壳聚糖时一种聚合物，并不完全是水溶性的产物，当脱乙酰度为50%左右时其水溶性最好。周等对其原因进行探究，得出：在脱乙酰化反应中，脱乙酰度与解度可以相互作用，当脱乙酰度增加时水解度也增加，因此高脱乙酰化壳聚糖由于水解分子量下降，与重金属铅离子的螯合作用减弱，从而使吸附率下降[7]。考虑到其它原因，可能是由于只有表层的氨基与重金属离子配位，而内部的氨基不易与重金属离子形成配合物，所以脱乙酰基达一定程度后，吸附量就稳定了。此外，脱乙酰度度的增加增强了氨基之间、羧基之间、氨基与羧基之间的氢键作用，也能降低吸附中心对重金属的吸附作用。
2.4其它因素对吸附的影响
壳聚糖对铅离子的吸附作用效果受到吸附时间的影响。理论上说，吸附时间越长，吸附率越高，但并不是无限制地增加，吸附达吸附平衡后，吸附率将不随时间而变化。丁纯梅等[8]对壳聚糖吸附铅离子机理进行研究，指出：在开始时，铅离子主要是吸附在壳聚糖的外表面，且铅离子的浓度很大，所以吸附较快；随着吸附过程的进行，溶液铅离子的浓度降低，同时吸附速率受铅离子向壳聚糖内部扩散的影响而减小；吸附后期主要是内部吸附，而且铅离子的浓度有很小，所以吸附速率接近于零，及到达吸附平衡。不同初始浓度对吸附有很大的影响。初始浓度越大，吸附量越大，吸附率也越大，在未达到吸附平衡以前，吸附率与初始浓度有关。这是因为对于稀溶液来说，浓度越高，每一个被吸附的铅离子与壳聚糖中的氨基螯合的机会越多，故吸附率越大。溶液中碱金属离子的存在对吸附也产生一定的影响。陈等对其进行了研究：当钠离子或钾离子的浓度小于0.1mol/L时,其对铅离子的吸附容量几乎没有影响。说明壳聚糖分子链中的氨基能够在钠离子或钾离子存在时，有选择地螫合分离出铅离子[9]。但是在钠离子或钾离子的浓度很大时，对吸附有一定的影响。丁等也进行了探索，发现：在其他条件相同的情况下，加入的Nacl溶液浓度越大，壳聚糖对铅离子的吸附量越小。表明Nacl对壳聚糖吸附铅离子有抑制作用[8]。壳聚糖颗粒的大小也对吸附有一定的影响，但是出乎意料的是颗粒不是越小越好，而是出现一个最佳的颗粒直径。主要是由于比表面大的壳聚糖粉末表面上的氨基数目不一定比表面小的多，则比表面大的壳聚糖对重金属离子的吸附量不一定大于比表面小的壳聚糖[10]。 4?结束语
目前的研究主要集中在壳聚糖的静态吸附研究中，距广泛的实际应用还有一段距离。通过对壳聚糖的修饰改性，如交联化，羧甲基化等衍生化法，可以增强其吸附性能，但是该研究还是处于应用基础研究阶段，离生产应用还有一定的差距。壳聚糖在吸附条件下的稳定性、对某种或者某些离子的选择吸附性能、吸附容量以及可再生能力等方面具有很大的发展潜力。此外，加强吸附机理研究是今后研究的方向之一。 参考文献
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?3·改性壳聚糖处理电镀废水的发展趋势展望
????壳聚糖资源丰富，易于改性，可针对电镀废水所含金属离子的不同制备吸附容量大、吸附速度快、易洗脱的壳聚糖改性物，不仅具有良好的环境效益，同时可提高金属的回收利用，具有良好的经济效益。壳聚糖及其改性物目前在生产中的应用很广泛，但是由于改性壳聚糖种类不同、改性方法不同、吸附的金属离子不同等方面的因素，至今对其吸附机理方面的研究尚有欠缺，因此在深入研究不同改性壳聚糖吸附机理、吸附平衡及吸附控制的基础上，开发对特定金属离子具有高效吸附性能的改性壳聚糖具有十分重要的意义。另外需要积极探索新的壳聚糖改性方法，将新的材料制备方法及工艺应用于壳聚糖的改性。加大壳聚糖-无机吸附剂中新型无机材料的研究，利用印迹技术增加改性壳聚糖对金属离子的吸附选择性，深入研究壳聚糖微球、壳聚糖膜的研究。壳聚糖及其衍生物与金属离子配位研究是多学科交叉研究的产物，今后可以综合不同学科的基础理论和工艺技术，开拓新的研究方法和处理工艺，制得性能优良的改性壳聚糖，加强与其他技术的复合使用，改性壳聚糖在电镀废水处理中的应用可望成为一种绿色化处理技术。 4 结束语
壳聚糖及其衍生物有着优越的性能, 最大的优点是可生物降解, 同时兼具多种特性, 是绿色的水处理剂, 而且中国壳聚糖的资源极为丰富, 探索其在工业废水处理中的应用有着重要的价值。但是由于目前国内壳聚糖及其衍生物产业化程度较低, 导致壳聚糖价格较高, 而且其衍生物种类有限, 严重制约了壳聚糖类水处理剂的实际应用。随着对壳聚糖及其衍生物研究的不断深入, 特别是合成性能优良的改性壳聚糖, 以及加强与其他技术的复合使用, 壳聚糖及其衍生物终将成为二十一世纪环境污染治理中的一项重要内容。