Khả năng tạo phức của chitosan:
Trong môi trường axit chitosan là chất điện ly cao phân tử với mật độ của nhóm – NH3+ cao, điều này làm cho chitosan có giá trị và linh hoạt hơn chitin. Những vật liệu mang điện tích âm như protein, anion polysaccarit, axit nucleic sẽ tương tác và dính chặt vào chitosan [11].
Chitosan có khả năng kết hợp với các ion kim loại bằng cách hấp phụ tạo vòng chelat, trao đổi ion hoặc bằng liên kết phối trí mức độ quan trọng của các q trình này là khác nhau đối với mỗi ion kim loại.
Vì vậy chitosan là một polyme rất đặc trưng để hấp phụ kim loại nặng, các phẩm nhuộm, các sắc tố …
Các điện tử nitrogen có mặt trên những nhóm amin của chitosan tạo liên kết cho nhận với ion kim loại chuyển tiếp. Tương tác của các ion kim loại chuyển tiếp dãy đầu tiên với chitin và chitosan làm xuất hiện màu.
Ví dụ: Tạo màu đỏ với titan, màu da cam với metavanadat, màu xanh lá cây với crơm
hóa trị VI, màu vàng nâu với sắt hóa trị II, màu vàng xanh lá cây với sắt hóa trị III, màu hồng với coban, màu xanh lá cây với Niken và màu nước biển với đồng.
Do mạch chitosan tương đối cồng kềnh nên những lỗ xốp đủ lớn để cho những phân tử nhỏ và ion đi qua. Trong quá trình hấp phụ của các ion trong dung dịch lên chất hấp phụ xốp, có ba giai đoạn liên tục chủ yếu như sau: Sự vận chuyển chất bị hấp phụ lên đến mặt xốp của chất hấp phụ, sự khuếch tán chất bị hấp phụ vào những lỗ xốp của chất hấp phụ, và sự hấp phụ của chất tan vào mặt trong của chất hấp phụ [9].
Tốc độ hấp phụ ion kim loại nặng trên chitosan
Tốc độ hấp phụ ion kim loại lên chitosan phụ thuộc vào nhiều yếu tố quan trọng nhất là kích thước hạt polyme, nhiệt đơ, tốc độ khuấy, sự có mặt của các ion khác, pH của dung dịch…
- Kích thước hạt polymer: tốc độ hấp phụ ion kim loại lên chitosan bột nhanh hơn, nhiều hơn chitosan vẩy do bề mặt tiếp xúc của dạng bột lớn hơn.
- Nhiệt độ: Đóng vai trị quan trọng trong hấp phụ ion kim loại tuy nhiên khơng có quy tắc chung để dự đốn ảnh hưởng của sự hấp phụ lên ion kim loại (Người ta quan sát hấp phụ ở 40C tốt hơn ở nhiệt độ phòng).
-Tốc độ khuấy: sự khuấy siêu âm cho kết quả hấp phụ kim loại tốt hơn sự khuấy từ. - Sự có mặt của các ion kim loại khác: khi hai hoặc nhiều ion kim loại chuyển tiếp cùng hiện diện trong một dung dịch, nếu lượng polymer khơng đủ để hấp phụ hồn tồn các ion kim loại thì polymer sẽ hấp phụ các cation nào tạo phức bền nhất với polymer và để lại các cation khác trong dung dịch.
Tuy nhiên cũng có sự cạnh ranh hấp phụ giữa các ion kim loại khác trên chitosan.
Khả năng hấp phụ tạo phức với các ion kim loại chuyển tiếp của chitin/chitosan và một vài dẫn xuất.
Trong phân tử chitin/chitosan và một số dẫn xuất của chitin có chứa các nhóm chức mà trong đó các ngun tử Oxi và Nitơ của nhóm chức cịn cặp electron chưa sử dụng, do đó chúng có khả năng tạo phức, phối trí với hầu hết các kim loại nặng và các kim loại chuyển tiếp như: Hg2+, Cd2+, Zn2+, Cu2+,, Ni2+, Co2+.... Tuỳ nhóm chức trên mạch polime mà thành phần và cấu trúc của phức khác nhau.
- Phương pháp sản xuất chitosan từ vỏ tôm: chitosan trong công nghiệp được sản