柿单宁-膨润土改性材料制备及其对含铅废水的处理效果研究

基于柿单宁是一种含有大量酚羟基的天然高分子材料,能与金属离子发生螯合反应生成稳定的重金属化合物,而膨润土拥有比表面积大、表面能高、吸附能力强等特性,为研制能有效去除废水中重金属离子的吸附材料,以膨润土为基础材料,以柿单宁为改性剂,制备出一种高效的柿单宁-膨润土改性吸附材料,对比了改性膨润土和天然膨润土对Pb^(2+)的去除能力,并通过单因素试验,研究了溶液初始pH、改性材料投加量、吸附反应时间等对Pb^(2+)的吸附影响。结果表明:柿单宁-膨润土改性材料对Pb^(2+)的吸附能力显著优于天然膨润土,去除率提高了18.39个百分点;对于Pb^(2+)初始浓度为100mg/L的水溶液,在pH值为5、柿单宁-膨润土改性材料投加量为1.5g/L、吸附反应时间50min的最佳条件下,柿单宁-膨润土改性材料对水溶液中Pb^(2+)的去除率达到99.04%,平衡吸附量为66.03mg/g。

柿单宁在重金属吸附中的应用研究进展

柿单宁是一种来源丰富的天然高分子,由于其分子结构中的B环含有丰富的邻位酚羟基,对金属离子具有很强的降价吸附能力。以柿单宁为有效成分的金属吸附剂具有成本低、环保和高效等优势,近年来发展迅速。本文主要介绍柿单宁的结构特点及其吸附重金属(放射性元素、贵金属、有毒重金属等)离子的研究进展,初步探讨其吸附重金属离子的机理,并对该金属吸附剂的发展趋势进行展望。

柿单宁研究进展

概述了柿单宁的定义、分类和功能作用.阐述了柿单宁的特性、主要组成、分子结构及柿果在生长成熟、脱涩和加工过程中单宁的存在方式和运动变化规律的研究进展.柿单宁主要由儿茶素、儿茶素-3-酸、儿茶素和儿茶素-3-酸四种单体组成,通过C-4、C-6或C-8位相连接可聚合成高聚物.涩柿果实在生长、成熟中单宁细胞体积变大,数量增多,单宁含量增加.脱涩中单宁细胞收缩,单宁由低聚物变成高聚物,涩味消失.在加工中返涩的主要原因是由于柿单宁从无涩味的高聚物水解变成了有涩味的低聚物.

柿单宁的体外降胆固醇作用

采用分光光度法和气相色谱法研究了柿单宁对胰脂酶活性和胆固醇酯酶活性的抑制作用,以及柿单宁与胆汁酸、胆固醇的结合能力。结果表明:柿单宁对胰脂酶具有显著的抑制效果,其半数抑制浓度(half inhibitory concentration,IC50)为(0.445±0.021)mg/m L;抑制类型为非竞争性抑制,抑制常数Ki为0.406 mg/m L;柿单宁对胆固醇酯酶也具有显著的抑制作用,其半数抑制浓度IC50为(0.442±0.017)mg/m L,抑制类型为非竞争性抑制,抑制常数Ki为0.488 mg/m L。不同质量浓度的柿单宁对胆酸(cholic acid,CA)、脱氧胆酸(deoxycholic acid,DCA)都有一定的结合能力,10 mg/m L的单宁与CA、DCA的结合率分别为58%和94%;柿单宁对胆固醇胶束化溶液有较强的结合能力,0.20 mg/m L的单宁对其抑制率达到了67%。另外,在不同的p H值下,柿单宁对胆固醇都有一定的结合作用,其中p H 7.0时的结合能力明显强于p H 2.0时的结合能力。总之,柿单宁可抑制胰脂酶活性和胆固醇酯酶活性,并与胆固醇和胆汁酸结合,减少胃肠道对脂肪的吸收,这可能是柿单宁在体内发挥强降胆固醇作用的原因之一。

柿单宁-丙烯酸系纳米级高吸水树脂的合成研究

采用反相微乳液聚合法合成了柿单宁-丙烯酸系纳米级吸水树脂,合成的高吸水树脂中含有大量的阴离子型表面活性荆。当高吸水树脂吸水后分子链与阴离子型表面活性剂的分子链相互作用,使高吸水树脂分子链迅速在水溶液中分散,高吸水树脂微粒为蚋米级.研究了丙烯酸中和度、柿单宁-丙烯酸配比、交联剂用量、阴离子表面活性剂等对树脂性能的影响。使用透射电子显微镜表征了树脂的微现形态,讨论了水溶液中柿单宁-聚丙烯酸系纳米级吸水树脂的形成机理。

基于电子舌技术的柿单宁制品涩味评价模型建立

为建立一套能准确评价单宁类及其制品涩味的方法,本研究综合比较了感官评价法与化学沉淀法、十二烷基硫酸钠聚丙烯酰胺凝胶电泳、电子舌等表征单宁酸涩味的方法的相关性,结果发现通过适当的数学模型进行关联,电子舌能较好地将涩味与感官分析结合起来,且传感器响应值和感官评价值相关性好,呈极显著相关(P<0.01),因此选择电子舌作为检测涩味强度的方法。通过建立感官评价值和电子舌响应值的关系,得到涩味感官评价值和电子舌传感器响应值ZZ、BB、CA之间的多元线性方程,表达式为:涩味评价值=276.135-0.135ZZ-0.133BB+0.164CA(以2 g/L明矾涩味强度记为100,以蒸馏水涩味强度记为0)。采用此模型检测单宁及其制品的涩味,预测值和实际感官评价值具有很好的一致性,表明该模型可以准确、客观评价单宁及其制品的涩味,对完善涩味评价方法具有重要意义。

天然高分子柿单宁的研究与应用

柿单宁是一种资源丰富、价廉易得的天然高分子材料,是近年来发展迅速的一种环境友好型功能材料,受到愈来愈广泛的重视,并在许多领域得到了应用。叙述了天然高分子柿单宁的制备方法、结构、研究及其应用进展和最新的研究方向。

五乙烯六胺改性柿单宁金属吸附剂对Pd(Ⅱ)的吸附回收

为提高柿单宁金属吸附剂对贵金属Pd(Ⅱ)的吸附能力,采用五乙烯六胺(PEHA)改性柿粉甲醛树脂(PPFR),获得新型柿单宁金属吸附剂PH-PPFR.通过静态吸附、动态吸附以及SEM、FTIR、XRD和XPS等表征手段探讨其对Pd(Ⅱ)的吸附效应.结果表明,不同酸性溶液中改性后PH-PPFR对Pd(Ⅱ)的吸附量均显著高于未改性PPFR,PH-PPFR在盐酸浓度高达4.0mol·L^-1的条件下仍有较强吸附能力.PH-PPFR对Pd(Ⅱ)的吸附过程符合拟二级吸附动力学过程;等温线数据对Langmuir模型线性拟合系数R^2均达到0.999,理论吸附最大值为263.16mg·g^-1.模拟线路板含钯液柱吸附-解吸附结果显示PH-PPFR对Pd(Ⅱ)的吸附具有极高的选择性,吸附后的Pd(Ⅱ)很容易被酸性硫脲洗脱.结合表征分析,推测吸附机理主要为表面螯合和氧化还原反应,同时受到阴离子交换反应及静电作用的影响,胺基基团和酚羟基为主要参与官能团.PH-PPFR制备方法简单、易行,对Pd(Ⅱ)表现出高吸附容量和选择吸附性,可实现盐酸体系下对电子废物酸浸液中贵金属Pd(Ⅱ)的高效富集和分离.

柿单宁-还原型氧化石墨烯-Pt-Pd无酶血糖传感器研究

以柿单宁(PT)为原料,利用抗坏血酸还原法制备了柿单宁-还原型氧化石墨烯-铂-钯合金(PT-RGO-Pt-Pd)纳米复合材料。然后用滴涂法将 PT-RGO-Pt-Pd 修饰到金电极表面,构建了基于PT-RGO-Pt-Pd 纳米复合材料的新型无酶血糖传感器。该传感器对葡萄糖氧化有出色的催化能力,具有0.01~0.40mol / L(R=0.99873)的宽线性范围,其检测限(S/N=3)为1.43μmol以及具有稳定性高、快速响应时间(<3 s)以及抗干扰能力强等优点。构建的新型无酶葡萄糖传感器有用于临床血糖检测的潜力,可为糖尿病中的血糖检测提供高灵敏度、高选择性的快速检测方法。

柿单宁在模拟胃液中的絮凝特性研究

分析柿单宁与蛋白质和卵磷脂等在模拟胃液环境中的絮凝趋势,探讨胃柿石的形成原因。以牛心柿的生柿、脱涩硬柿和后熟软甜柿为试材,提取并测定其总、游离和缩合单宁含量;选取美国药典的模拟胃液配方,采用透射比浊法,对比分析生柿、熟软柿中单宁与模拟胃液,及与含有蛋白质、卵磷脂的模拟胃液作用产生的絮凝趋势。结果表明:生柿游离单宁的含量(7.076g/L)高于脱涩硬柿(3.962g/L)和后熟软柿(3.679g/L),其缩合单宁的含量(4.002g/L)低于脱涩硬柿(7.392g/L)和后熟软柿(7.538g/L);生柿、熟软柿中单宁与模拟胃液作用均有较强絮凝趋势,它们与含有蛋白质或卵磷脂的模拟胃液作用可产生更强的絮凝趋势;参试物絮凝趋势从强到弱依次为明胶>牛血清>卵磷脂>干酪素,生柿>熟软柿和脱涩硬果。柿果形成胃柿石的主要原因是其单宁含量较高,并与摄入不当(空腹、同时摄入明胶或牛血清类蛋白质)有关。

柿单宁凝胶固定啤酒酵母菌发酵工艺研究

目的:比较游离酵母菌、柿单宁凝胶固定的酵母菌和常用的海藻酸钠PVA复合材料固定的酵母菌对发酵速度的影响,并探究柿单宁凝胶包埋的啤酒酵母菌对麦芽汁的最佳发酵条件。方法:从青牛心柿果中提取的柿单宁与交联剂混合,包埋啤酒酵母菌,用柿单宁凝胶固定啤酒酵母菌对麦芽汁进行发酵,在单因素实验的基础之上,通过正交实验研究发酵温度、包埋量、p H和初始糖度对固定化酵母菌发酵的影响。结果:柿单宁凝胶固定的啤酒酵母菌与其他材料包埋的酵母菌相比,真实发酵度最高,达96.05%;最佳发酵条件为:包埋量10(包埋剂和酵母菌的体积比),麦芽汁初始糖度14%,p H为4.0,发酵温度30℃,此条件下,真实发酵度可达97.2%。结论:制备柿单宁凝胶条件温和,增大了包埋后酵母菌的活性,而且为这种材料的广泛使用提供了可能。

柿单宁空气净化机理及应用

阐述了柿单宁除甲醛、除异味反应机理,比较了近年来植物型家用空气净化专利技术特点,展望了基于柿单宁的除甲醛净味产品技术和生产优势。

柿单宁吸附材料在重金属污染土壤治理中的应用

为了降低重金属污染土壤中有害重金属含量,结合广西特色柿子单宁资源,利用反相悬浮法和固化改性技术分别制备了柿单宁基磁性吸附材料和胶原固化吸附材料,综合分析吸附剂投料比、投料方式、吸附热力学、动力学平衡等因素对2种吸附材料处理重金属污染土壤的效果。实验结果表明,游离态重金属离子与吸附材料形成稳定络合物固定下来,淋洗+吸附治理方案对三级污染土壤中铅和镉离子的去除率达39%、53.4%,能够将土壤重金属含量降低至二级土壤标准。

柿单宁特征功能基团与金属离子作用的计算分析

柿单宁具有优良的吸附重金属离子的效能,表没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG)是柿单宁发挥其活性作用的关键结构单体.为分析柿单宁与金属离子相互作用的本质,本文利用密度泛函理论(density functional thoery,DFT)的B3LYP方法,从EGCG-金属复合物的构型、Mayer键级、自然布居分析、结合能、以及弱相互作用方面,计算分析了EGCG与金属离子(Ag^(+),Hg^(2+),Cu^(2+),Fe^(2+),In^(3+),Al^(3+),Au^(3+))的相互作用关系.研究结果表明,EGCG-Fe^(2+)复合物主要以螯合键的形式吸附在一起;而EGCG主要是通过静电吸引作用吸附Ag^(+)和Hg^(2+)离子;In^(3+),Al^(3+)和Au^(3+)离子与EGCG形成了独特的"腔状结构"金属复合物;Cu^(2+)离子与EGCG的复合则同时存在着螯合作用、静电吸引作用和芳环堆积作用.结合能计算显示,金属离子所带电荷量越多,越容易进行电荷转移,EGCG对其的静电吸引作用就越强.这些计算分析可为探究柿单宁吸附金属离子的机理提供帮助.

柿单宁分子结构的研究进展

本文系统阐述了近年来对柿单宁分子结构的研究进展。这将对进一步研究柿单宁的变化特性、涩味的形成和消失机理以及柿在加工中脱涩、返涩等问题具有指导意义。

磁性氮掺杂石墨烯改性柿单宁复合材料对四环素的吸附行为

四环素(TC)作为广谱类抗生素药物被大量应用于养殖业,因其不易自然降解的特性,造成了严重的水污染。本文以柿单宁(PT)为基体,通过氮掺杂石墨烯(NG)对其改性,并以Fe_3O_4作为磁性功能,采用水热法制得磁性复合材料Fe_3O_4-NG/PT。并针对此复合材料在吸附TC方面的应用进行研究。NG以其疏水性和比表面积大的优势,弥补了PT在吸附上的不足,Fe_3O_4解决了吸附剂难以回收的问题。通过SEM、EDS、FTIR、XPS、BET、XRD等表明其机制主要是静电作用、孔填充、氢键作用和π-π相互作用;通过XRD与磁强计表明Fe_3O_4的成功引入及其高效回收性能。并对吸附条件优化,在Fe_3O_4∶PT质量比4∶1、pH为7、180 min、投加量为0.6 g/L时,吸附效果最佳。吸附动力学符合拟二级动力学模型,化学吸附为主;吸附等温符合Freundlich模型,表明其为多层吸附。318 K时吸附的最大容量达到315.65 mg/g,吸附效率达到94.5%。Fe_3O_4-NG/PT复合材料因其较大比表面积、多孔、回收方便、大量酚羟基结构的优点,在吸附领域有一定的应用前景。

分光光度法测定涩柿中柿单宁含量

选用儿茶素为标准品,建立了涩柿中柿单宁的分光光度分析法。此法的最大吸收波长为710nm,在1～10 mg/L浓度范围内,吸光度和儿茶素的浓度具有良好的线性关系。线性回归方程为:A=0.08009c+0.05185,R=0.9990,检测限为0.092 mg/L;回收率为97%～106%,RSD为0.07%～0.35%;方法可用于涩柿中柿单宁含量的测定。

微胶囊化柿单宁的制备及性质分析

用辛烯基琥珀酸淀粉酯和大豆分离蛋白作为复合壁材,采用喷雾干燥技术,对柿单宁进行微胶囊,从包埋率和经济条件考虑,壁材和芯材的比例为20:1(m/m)为最佳。微胶囊包埋率为94.3%,包埋产率为92.4%。正交实验所得制备微胶囊最佳条件为进风温度388 K、进料速率3.0×10^(-3) L/s、风机0.050 m^3/s,此条件下的实验集粉率为92.03%。通过微胶囊粒度分析、扫描电镜、红外光谱分析可知,复合壁材和柿单宁存在包埋作用,微胶囊表现出壁材的特性。理化性质分析表明:微胶囊化使单宁的水溶性增加了10倍;微胶囊单宁受到壁材的保护仍然表现出很大的抗氧化能力和清除DPPH自由基能力,且在水溶液体系中的稳定性大大提高;微胶囊在能很好地在胃液和肠道释放,且肠道释放效果比胃液好,在40 min可以释放80%左右。

超声波辅助提取柿子树叶单宁的研究

以70%的丙酮溶液为提取溶剂,采用超声波辅助提取野柿叶中的单宁,考察了超声波的功率、提取温度、提取时间等因素对单宁提取量的影响。采用响应面法对提取条件进行优化,并建立了二次回归模型。实验结果显示:当提取温度为52℃、超声波功率为80 W、提取时间为42 min,在此条件下单宁的提取量为203.15 mg/g,比无超声波辅助提取提高了38.87 mg/g。

响应面分析法优化超高压提取柿叶单宁的研究

在单因素实验的基础上,采用响应面分析法对柿叶单宁超高压提取工艺进行优化。以总单宁得率为指标,考察固液比、提取溶剂浓度、压力值、保压时间对得率的影响。获得最佳提取理论条件为:固液比为1:25(g:mL),溶液浓度为56.31%,压力值为222.33MPa,保压时间为3min,总单宁得率为96.19%。与溶剂提取法相比,本方法耗时短,效率高。