高取代度柠檬酸淀粉酯的制备及其对Cu(II)的吸附研究

学士学位论文题目：高取代度柠檬酸淀粉酯的制备及其对Cu(II)的吸附研究姓名陈冬宁院系化学与材料科学学院专业高分子材料与工程年级2009学号20092412849指导教师郭磊2013年6月4日独创声明本人郑重声明：所呈交的毕业论文，是本人在指导老师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明。本声明的法律后果由本人承担。作者签名:二〇一三年六月四日毕业论文使用授权声明本人完全了解鲁东大学关于收集、保存、使用毕业论文的规定。本人愿意按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版，同意学校保存学位论文的印刷本和电子版，或采用影印、数字化或其它复制手段保存论文；同意学校在不以营利为目的的前提下，建立目录检索与阅览服务系统，公布论文的部分或全部内容，允许他人依法合理使用。（保密论文在解密后遵守此规定）论文作者（签名）：二〇一三年六月四日毕业论文开题报告姓名陈冬宁性别男学院化学与材料科学学院年级2009学号20092412849题目高取代度柠檬酸淀粉酯的制备及其对Cu(II)的吸附研究课题来源教师推荐课题类别应用研究选题意义（包括科学意义和应用前景，研究概况，水平和发展趋势，列出主要参考文献目录）：柠檬酸酯淀粉是一种酯化变性淀粉。它是淀粉在一定条件下与柠檬酸作用的产物。相对于其他用于衍生的物质来说,柠檬酸是营养无害的,它与淀粉酯化生成的产物具有抗性作用,可以抵抗酶的降解，且制备原料来源广泛，价格低廉，制备工艺较为简单易行。基于当前新型高分子吸附材料的研究成果，深刻分析了Cu(II)污水处理工艺流程，结合高取代度柠檬酸淀粉酯的特殊分子结构。因此我们尝试将高取代度柠檬酸淀粉酯作为吸附剂参与到Cu(II)污水处理工艺中去，研究其对Cu(II)的吸附性能。研究主要内容和预期结果（说明具体研究内容和拟解决的关键问题，预期结果和形式，如在理论上解决哪些问题及其价值，或应用的可能性及效果）：介绍高取代度柠檬酸淀粉酯制备的工艺流程，制备条件，制备过程中的影响因素和高取代度柠檬酸淀粉酯的结构及其应用。并探讨其作为吸附材料对Cu(II)的吸附性能。本文通过干法工艺制备柠檬酸淀粉酯。基于羧基具有络合铜离子的性质，但铜盐络合滴定法耗时长,稳定性能差，故本试验采用酸碱滴定法来测定所制备柠檬酸淀粉酯样品的取代度。吸附性能研究中，设置多组试验，分别研究了不同温度下，不同pH值环境下，不同Cu(II)初始浓度下的吸附性能。由于高取代度柠檬酸淀粉酯的结构独特，比表面积较大，拥有大量活性基团。故预期本课题能得到比较成功的结论。拟采取的研究方法和技术路线（包括理论分析、计算，实验方法和步骤及其可行性论证，可能遇到的问题和解决方法，以及研究的进度与计划）：过干法工艺制备柠檬酸淀粉酯，典型工艺如下：将不同摩尔配比的干燥淀粉、柠檬酸、磷酸二氢铵混合均匀。混合物置于130℃下反应4h，反应完成后取出冷却，用蒸馏水洗涤、抽滤、干燥后得到样品。吸附研究中，取适量样品加入到CuSO4溶液中进行吸附。待吸附平衡后，高速离心吸附液1min，然后取上层清液5mL用1mmol/L标准的EDTA溶液进行滴定，计算吸附量。该试验设置多组，分别在不同温度下、不同pH值环境下和不同Cu(II)初始浓度下进行，考察各类因素对吸附性能的影响。指导教师意见（对论文选题的意义、应用性、可行性、进度与计划等内容进行评价，填写审核结果：同意开题、修改后再开题、不同意开题）：该同学查阅了关于柠檬酸淀粉酯的结构功能、制备工艺和影响因素的资料，经对文献资料分析总结，提出了柠檬酸淀粉酯可能存在的对重金属铜离子的吸附性，并设计在不同温度下，不同初始浓度下，不同pH值环境下进行比对，方法合理可行。经分析制定了可行的实验步骤和测试方法。实验中所用药品、仪器设备齐全，具备开题条件，同意开题。签名：2013年3月4日院（系）毕业论文（设计）领导小组意见：（签章）2013年3月8日毕业论文结题报告姓名陈冬宁性别男学院化学与材料科学学院年级2009学号20092412849论文题目高取代度柠檬酸淀粉酯的制备及其对Cu(II)的吸附研究课题来源教师推荐课题类别应用研究本课题完成情况介绍（包括研究过程、实验过程、结果分析、存在的问题及应用情况等。）研究高取代度柠檬酸淀粉酯对Cu(II)的吸附性能时，进行多组大量平行实验。为确保实验准确性，严格按照实验计划和步骤进行。为此配置了多组大量的标准滴定液、标准CuSO4溶液，滴定过程中仔细认真，大部分实验得到了令人满意的结果。但再精密的计划还是可能出现误差，在个别滴定实验中，滴定的结果与预想中的理论值相差略大。这有可能是前期配置改组实验试剂的工作出现了偏差，导致该试剂浓度不准确造成的误差，也有可能是滴定过程中双眼视线没有与滴定管内液面底部平行，带来的度数误差。对此，本人将采取修正实验，重做本组实验，以得到准确可靠的结果。指导教师意见：该同学在论文工作期间，能认真努力地进行实验，工作态度端正，认真查阅了关于柠檬酸淀粉酯的结构功能、制备工艺和影响因素的资料，经对文献资料分析总结，提出了柠檬酸淀粉酯对重金属离子的吸附可能，研究了柠檬酸淀粉酯对Cu(II)的吸附性能，并对不同温度下，不同初始浓度下，不同pH值环境下的吸附性能进行了探讨。能及时对实验中出现的问题进行认真地分析，找出解决问题的方法。在此期间，完成了规定工作量。基本达到论文的预期目的。经审阅，该论文是一篇合格的学士学位论文，同意结题。签名：2013年5月27日年月日院毕业论文领导小组意见：（公章）2013年5月29日指导教师评定成绩79毕业论文成绩评定表学院：化学与材料科学学院学号：20092412849姓名陈冬宁总成绩中等题目高取代度柠檬酸淀粉酯的制备及其对Cu(II)的吸附研究评阅人评语该同学设计在高取代度柠檬酸淀粉酯参与下，对Cu(II)的吸附性能研究的实验方案正确，过程合理，理论观点基本正确。论文具有一定的创新性，图文较规范。能认真处理实验中出现的问题，并分析解决，工作态度较端正，完成了规定工作量。经审阅，该论文是一篇合格的学士学位论文。评定成绩：78签名：2013年5月31日答辩小组评语论文具有一定的创新性，论文内容较充实。能及时提交论文并参加答辩。语言表达准确，概念较清楚，论点正确，分析归纳合理，论文结构较严谨，对前人工作有改进，回答问题有理有据，回答准确。经答辩委员会评议，该论文是一篇合格的学士学位论文。答辩成绩：76组长签名：2013年6月4日注：总成绩=指导教师评定成绩（50%）+评阅人评定成绩（20%）+答辩成绩（30%），将总成绩由百分制转换为五级制，填入本表相应位置。高取代度柠檬酸淀粉酯的制备及其对Cu(II)的吸附研究陈冬宁（化学与材料科学学院鲁东大学烟台264025）摘要：柠檬酸淀粉酯是一种具有抗性作用的酯化变性淀粉，其原料廉价易得，来源广泛，无毒无害。本文以原淀粉、柠檬酸为原料，在干法条件下制备高取代度柠檬酸淀粉酯，并研究其对Cu(II)的吸附。分别探讨了柠檬酸淀粉酯对Cu(II)的吸附量随时间、Cu(II)初始浓度、温度、pH值的变化。关键词：高取代度柠檬酸淀粉酯；Cu(II)；吸附PreparationofstarchcitratewithhighdegreeofsubstitutionanditsadsorptionperformanceofCu(II)ChenDongning(SchoolofChemistryandMaterialsScienceLudongUniversityYantai264025)Abstract：Starchcitrateisonekindmodifiedstarchwithresistanteffect.Cornstarch,asarawmaterial,ischeap,easilyobtainedandnon-toxic.ThispaperdiscussesthepreparationofthehighDS(degreeofsubstitution)citratestarchviathedryprocessanditsadsorptionperformanceofCu(II).Theeffectsoftime,initialconcentration,temperature,pHvalueontheadsorptionprocesswerestudied.KeyWords：Starchcitratewithhighdegreeofsubstitution;Cu(II);Adsorption目录1引言...................................................................11.1改性淀粉用途........................................................11.2柠檬酸淀粉酯概述....................................................11.3重金属废水的主要处理方法............................................21.3.1吸附法...........................................................21.3.2浮选法...........................................................21.3.3离子交换法......................................................31.4本课题的意义及任务..................................................32实验部分...............................................................32.1主要试剂和仪器......................................................32.2高取代度柠檬酸淀粉酯的制备..........................................42.2.1反应原理.........................................................42.2.2柠檬酸淀粉酯产品中酯基含量的测定.................................42.2.3柠檬酸淀粉酯产品中游离羧基含量的测定.............................52.3高取代度柠檬酸淀粉酯对Cu(II)的吸附..................................52.3.1实验方法.........................................................52.3.2不同因素对吸附的影响.............................................53结果与讨论.............................................................63.1柠檬酸淀粉酯的取代度测定结果与分析..................................63.2吸附时间测定结果与分析..............................................63.3不同初始浓度下的吸附性能测定结果与分析..............................73.4不同温度下的吸附性能测定结果与分析..................................73.5不同pH值