酸類改性殼聚糖類吸附劑

時間：2023-03-24 13:30:21來源：food欄目：食品快速檢測閱讀：

酸類改性殼聚糖類吸附劑

[db:作者] / 2023-01-05 00:00

酸類改性殼聚糖類吸附劑

①丙酮酸改性將1.8g的殼聚糖用50mL的蒸餾水溶脹，加入1.48g丙酮酸攪拌反應1h，過濾除去不溶物，緩慢滴入稀氫氧化鈉調pH值至4～5，繼續(xù)攪拌反應4h。加入硼氫化鈉溶液(一定質量的硼氫化鈉+5mL蒸餾水)，再加入一定量的蒸餾水，攪拌反應1.5h，用玻璃纖維過濾，濾液滴入適量的無水乙醇中，一邊滴入一邊攪拌，直至沉淀完全析出為止。用普通過濾裝置過濾，濾渣用約30mL無水乙醚洗滌3次，紅外線快速干燥器干燥15min后，即得易溶于水的白色粉末。

②a-酮戊二酸改性將一定量殼聚糖用蒸餾水溶脹24h后，按一定摩爾比加入a-酮戊二酸，室溫下攪拌至溶液透明，用玻璃纖維過濾。濾液用稀氫氧化鈉溶液調pH值，攪拌反應一定時間后緩慢加入硼氫化鈉溶液，控制滴加速度，使反應物不致溢出。滴加完畢后，再用稀鹽酸調節(jié)pH值至6～7，再反應24h。將反應混合物緩慢倒入95%乙醇中，產(chǎn)物開始析出，繼續(xù)攪拌1h，使產(chǎn)物完全析出。減壓抽濾，產(chǎn)物依次用50mL無水乙醇、無水乙醚洗滌3～4次，轉入索氏提取器中用乙醇連續(xù)萃取6h，紅外干燥，得白色粉末狀固體。

③用巰基乙酸作巰基化劑改性巰基乙酸20mL，乙酸酐15mL，邊震蕩邊加入濃硫酸等試劑，充分震蕩冷卻后，加入不同磨細度的殼聚糖(脫乙酰度84%)，在25℃搖床下震蕩3h。于暗處放置3d后，抽濾，用自來水，蒸餾水洗凈，在36.5℃真空干燥箱中烘12h。制得的改性殼聚糖置于棕色瓶中保存。配置4%的NaOH溶液。將各份樣品分別用4%的NaOH溶液洗滌，用玻璃棒迅速攪拌。改性殼聚糖形成許多顆粒而沉淀。清除堿液，在36.5℃真空干燥箱中干燥12h，取出，即得產(chǎn)品。

④丙烯酸為單體接枝共聚筆者和課題組成員以交聯(lián)球形殼聚糖珠體為骨架，以丙烯酸(AA)為單體，通過接枝共聚的方法賦予球形殼聚糖吸附劑弱酸型基團一羧酸基，合成出球形殼聚糖珠體/AA接枝共聚物。具體制備過程:在反應器中加入80.0g質量分數(shù)為4.0%的殼聚糖乙酸溶液(乙酸溶液的質量分數(shù)為2.0%).少量Span80、Tween80和適量的10#變壓器油，在70.0℃下攪拌60.0min，再加入適量戊二醛，反應30.0min后緩慢升溫至75.0℃，反應1.5h后冷卻，過濾，回收變壓器油，并以水洗，過濾得到交聯(lián)球形殼聚糖珠體。球形殼聚糖珠體的粒徑范圍為0.081～0.144mm，濕視密度為0.86g/mL，濕真密度為1.46g/mL。

在反應器中加入一定質量的交聯(lián)球形殼聚糖珠體(含水率25.6%)和20.0g的乙酸溶液(質量分數(shù)2.0%)，通氮氣保護，在60.0℃.下攪拌30.0min，加入引發(fā)劑，反應30.0min后加入計算量的丙烯酸(AA)單體，反應3.0h后，在60.0℃下繼續(xù)反應1.0h，依次進行冷卻、過濾、水洗、丙酮洗和干燥即得球形殼聚糖珠體/AA接枝共聚物。

a.引發(fā)劑種類。接枝共聚反應的關鍵在于使殼聚糖骨架的大分子鏈上產(chǎn)生活性中心，即可由該活性中心引發(fā)單體聚合而形成支鏈。選用硝酸鈰銨、硝酸鈰銨/HNO2、過硫酸銨、過硫酸銨/亞硫酸氫鈉和H2O2-Fe2+體系5種引發(fā)劑，實驗結果見表4-50(引發(fā)劑用量為5.0%)。

表4-50引發(fā)劑種類對接枝反應的影響

表4-50中數(shù)據(jù)表明：引發(fā)劑的種類對接枝反應過程的影響非常大，在其他條件都相同的情況下，硝酸鈰銨/HNO3的引發(fā)效果最好，所得到的接枝共聚物的接枝率最高，而且丙烯酸的均聚物含量最低，因此選擇硝酸鈰銨/HNO3作為殼聚糖珠體接枝丙烯酸的引發(fā)體系。

b.引發(fā)劑的用量。采用硝酸鈰銨/HNO3為引發(fā)劑，引發(fā)劑用量是影響接枝反應的一個重要因素。當引發(fā)劑用量增加，接枝率增加，均聚物含量降低，但是硝酸鈰銨用量超過6.0%時，接枝率反而減小，均聚物含量增大。說明引發(fā)劑用量的增加，增多了接枝活性點，進而提高接枝率。但是反應過程中存在均聚反應，引發(fā)劑超過一定用量時，均聚速率大于接枝共聚速率，均聚物的產(chǎn)生會阻礙接枝共聚反應。而且當鈰離子濃度過高時，鈰離子能與自由基反應，終止接枝鏈的增加，降低接枝率。反應體系中硝酸濃度對球形殼聚糖珠體接枝率的影響相當顯著。當稀硝酸溶液用量在4.0mL時，接枝率最佳。

c.單體的用量。在接枝過程中，丙烯酸對殼聚糖分子鏈的降解影響試驗結果見表4-51。

表4-51 單體用量對接枝反應的影響

由表4-51可知，隨著單體濃度的增加，殼聚糖單體自由基濃度增加，聚合反應速率提高，有利于殼聚糖的接枝共聚，但是單體濃度過高，會使水化的鈰離子難以接近鏈活性增長點，減少了接枝共聚反應。當m(AA)/m(殼聚糖)>2時，丙烯酸用量高對殼聚糖分子鏈的降解作用也增大，致使接枝率降低，而且均聚物增多。因此，AA/殼聚糖用量比以2.0為最佳條件。

d.反應溫度。保持其他條件不變，考慮反應溫度對接枝共聚的影響。當溫度低于60℃時，隨著溫度的升高，殼聚糖溶脹程度提高，單體和引發(fā)劑易擴散到殼聚糖珠體骨架附近，同時引發(fā)劑分解速度增大，自由基反應加快，接枝易發(fā)生；溫度繼續(xù)升高，接枝率反而下降，這是由于當溫度升高時，單體均聚的概率增加，反而影響了單體與殼聚糖珠體之間的接枝共聚。溫度以60℃為宜。

e.反應時間。保持其他條件不變，考慮反應時間的影響。接枝反應在3h內幾乎完成，然后接枝率增加緩慢，這主要是因為反應體系中單體濃度隨反應的進行不斷下降，鏈增長速率降低，同時反應體系均聚物的增加，阻止了單體向殼聚糖珠體的擴散，致使接枝率增加緩慢。反應時間以3h為宜。

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