褐藻胶的化学结构与吸附二价金属离子功能关系的研究

本文在测定由中国产海带（Laminaria japonica）、海蒿子（Sargassum pallidum）、海黍子（S.kjellmanianum)和鼠尾藻（s.thunbergii）提取的无损褐藻胶的糖醛酸组成和嵌段结构的基础上，较系统地研究了褐藻酸及其钠盐钙盐对二价金属离子的静态交换平衡特性与褐藻胶结构的关系，初步制成了具有离子交换性能的粒状褐藻酸钙树脂，开对干燥过的褐藻酸、褐藻酸钠和褐藻酸钙在水溶液中的吸附机理进行了探讨和比较。其结果如下：1. 海带、海蒿子、海黍子和鼠尾藻提取的褐藻胶具有不同的组成和嵌段结构，其M/G比值分别为1.86、1.50、1.22和1.27。文中引入结构参数η不胜数= (F_MG))/(F_M * F_G)，η值分别为0.62、0.13、0.36和0.41。后三种马尾藻褐藻胶与海带的结构和性质有差异，而海黍子和鼠尾藻胶在结构与性质方面比较接近。2. 褐藻胶的结构对吸附二坐金属离子具有很大影响，褐藻酸钠Cd-Sr交换反应的分离因子随着M/G比值的增大而增大；褐藻酸钙对Cu~(2+)离子的交换容量随着MG-嵌段比例（或η值）的增大而增大；褐藻酸对Sr~(2+)、Ba~(2+)、Cd~(2+)混合离子的总交换量随着M-嵌段比例的增大而增大。3. 干燥进的褐藻酸、褐藻酸钙以及褐藻酸钠在水溶液中具有不同的吸附机理。褐藻酸钠在溶液中，主要是二价离子诱导G-分子链协同聚合——“蛋箱模型”~(26)，褐藻酸吸附Cu~(2+)、Sr~(2+)时，除了离子交换外，还有使分子链聚合的螯合作作，分子链上未交换的 -COOH可能参与Sr~(2+)的配位，而Cu~(2+)无此现象。褐藻酸钙吸附Cu~(2+)时，可能有部分Cu~(2+)离子进入“蛋箱”内部替代Ca~(2+)离子而重新配位，但“蛋箱”的骨架不变，而吸附Sr~(2+)时，则表现出与离子交换剂截然不同的分子吸附行为。4. 不溶性的褐藻酸和褐藻酸钙具有较高的吸附选择性，尤其是粒状褐藻酸钙树脂的选择性高、稳定性好，可能应用于贵金属的回收、分离与废水处理等。