聚麩胺酸的鎘、鉛重金屬吸附性質探討 龔育鞍、張耀南 ; 顏裕鴻
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摘 要
本研究以味丹企業股份有限公司提供三種聚麩胺酸(Poly-γ- glutamic acid, PGA)(高、低分子純品Na型與6％1M架橋體型，
分別以Na-PGA(H)、Na-PGA(L)與6%1M-PGA簡稱之)與本研究室自製PGA(以S-PGA簡稱之)進行對重金屬鎘離子(Cd2+)與鉛 離子(Pb2+)螯合吸附的探討。實驗結果顯示，當添加40mg/L Na-PGA(H)或Na-PGA(L)時，且鎘水溶液酸鹼值≧pH 9.0，二 者對10ppm Cd2+的吸附螯合約可達到9ppm (90％)，若換算其它單位，即是0.225g Cd2+/g PGA；當添加4mg/L
6%1M-PGA或S-PGA時，且鎘水溶液相對pH值分別大於或等於11.0或10.0，二者對Cd2+的吸附螯合率亦可達到約90％，另 一單位即是2.25g Cd2+ /g PGA。在吸附螯合Pb2+方面，當鉛水溶液pH值為9.0時，PGA對Pb2+吸附螯合能力為最佳，
但PGA的添加濃度卻影響其對Pb2+的吸附螯合率，例如添加40mg/L Na-PGA(H)與S-PGA或4mg/L 6%1M-PGA時，三者 對Pb2+的吸附螯合率約可達到90％左右；當添加120mg/L Na-PGA(L)時，其對Pb2+的吸附螯合率約為80％，另一單位即 是0.066g Pb2+ /g PGA。PGA分子量亦影響其對重金屬離子的吸附螯合，實驗結果顯示，PGA對Cd2+與Pb2+的吸附螯合 能力會隨著其分子量的增加而略為提高，由此可知，不同分子量與不同型式PGA，以及重金屬水溶液中酸鹼值皆對PGA 的Cd2+與Pb2+吸附螯合率有不同之影響，此可能由於不同型式PGA有不同化學結構所造成。
關鍵詞 : 聚麩胺酸 ; 重金屬(鎘與鉛) ; 吸附(螯合)
目錄
目 錄 封面內頁 簽名頁 授權書 iii 中文摘要 iv 英文摘要 vi 致 謝 viii 目 錄 ix 圖目錄 xii 表目錄 xiv 第一章 前言 1 第二章 文獻 回顧 4 2.1重金屬 4 2.1.1重金屬定義 4 2.1.2重金屬的基本資料 4 2.1.3重金屬來源 5 2.1.4重金屬的污染 7 2.1.5重金屬廢液處理 技術 7 2.1.6重金屬對生物和人體之毒性及危害 9 2.2生物絮凝劑概述 11 2.3絮凝劑種類 17 2.3.1幾丁聚醣 17 2.3.2聚麩胺酸 19 2.4聚麩胺酸的應用 22 2.4.1淨水處理之凝集劑或助凝劑 22 2.4.2進行貴金屬回收─螯合劑 22 2.4.3界面活性劑 24 2.4.4聚麩胺 酸在生物醫學材料 (Biomaterial) 的應用 25 2.4.5聚麩胺酸在抗癌藥物之應用 26 2.4.6聚麩胺酸在食品之應用 26 2.4.7聚麩胺酸 在化妝品之應用 27 第三章 材料與方法 28 3.1 材料 28 3.1.1生物絮凝劑 28 3.1.2 AA用標準液 28 3.1.3薄膜 28 3.1.4調pH值之 試劑 29 3.2儀器 29 3.3方法 29 3.3.1 PGA純化方法與分析 30 3.3.2重金屬之螯合作用機制分述如下 31 3.3.2.1生物高分子絮凝 劑之重金屬螯合 定量分析方法 31 3.3.2.2生物高分子絮凝劑之濃度影響 試驗 35 第四章 結果與討論 37 4.1 結果 37 4.1.1 鎘 (Cd2+) 離子的吸附螯合 37 4.1.2 鉛 (Pb2+) 離子的吸附螯合 42 4.1.3 聚麩胺酸與幾丁聚醣覆式顆粒對於 重金屬吸附效果比較 50 第五章 結論 51 參考文獻 53 圖 目 錄 圖2.1銅離子與幾丁聚醣的螯合模式 20 圖2.2聚麩胺酸之化學結構 21 圖3.1聚麩胺 酸[Na-PGA(H)]之膠體滲透層析圖 32 圖3.2聚麩胺酸[Na-PGA(L)]之膠體滲透層析圖 33 圖3.3聚麩胺酸(S-PGA)之膠體滲透層 析圖 34 圖3.4聚麩胺酸對重金屬蟄合試驗流程圖 36 圖4.1 Na-PGA(H)聚麩胺酸濃度與Cd重金屬溶液pH 值對Cd2+吸附螯合 率(%)之影響 38 圖4.2 Na-PGA(L)聚麩胺酸濃度與Cd重金屬溶液pH 值對Cd2+吸附螯合率(%)之影響 39 圖4.3 6％1M-PGA聚 麩胺酸濃度與Cd重金屬溶液pH 值對Cd2+吸附螯合率(%)之影響 40 圖4.4 S-PGA聚麩胺酸濃度與Cd重金屬溶液pH值對 Cd2+吸附螯合率(%)之影響 41 圖4.5不同分子量PGA吸附螯合重金屬溶液(pH10.0) 中Cd2+之影響 43 圖4.6 Na-PGA(H)聚麩 胺酸濃度與Pb重金屬溶液pH 值對Pb2+吸附螯合率(%)之影響 45 圖4.7 S-PGA聚麩胺酸濃度與Pb重金屬溶液pH值對 Pb2+吸 附螯合率(%)之影響 46 圖4.8 Na-PGA(L) 聚麩胺酸濃度與Pb重金屬溶液pH 值對Pb2+吸附螯合率(%)之影響 47 圖4.9 6
％1M-PGA聚麩胺酸濃度與Pb重金屬溶液pH 值對Pb2+吸附螯合率(%)之影響 48 圖4.10不同分子量對PGA吸附螯合重金屬溶 液(pH9.0) 中Pb2+之影響 49 表 目 錄 表2.1可產生生物絮凝劑之微生物 14 表2.2聚麩胺酸之主要應用領域 23
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