KOH活化多孔炭对甲基橙的吸附及其动力学研究

探究碱性改性的生物质炭对印染工业污水中甲基橙的吸附性能。结果表明:改性竹笋生物质炭具有大的比表积和丰富的孔结构,其对15 mL 30 mg·L^(-1)的甲基橙在210 min后达到平衡,最佳投加量和最大吸附量分别为7 mg·L^(-1)和64.1 mg·g^(-1),吸附动力学更加符合准二级动力学模型。

热解自活化法制备竹箨活性炭及其砷吸附性能

【目的】利用竹材加工剩余物竹箨探索一种高效除砷活性炭材料。【方法】以竹箨为原材料,以微波加热为热源,利用高温热解自活化技术在不同的活化温度和时间下制备竹箨活性炭,通过表征竹箨活性炭的微观形貌、比表面积、孔隙结构、石墨化程度、表面元素和官能团,揭示活化时间和温度等对其微观结构的影响,探讨竹箨活性炭的砷吸附性能,比较不同制备方法下活性炭的比表面积和砷吸附容量的差异。【结果】活化温度1050℃、活化时间30 min时,竹箨活性炭孔隙结构排列整齐致密,比表面积达到1251.7 m^(2)/g,孔容为0.697 cm^(3)/g,微孔比表面积比率和微孔孔容比率分别为60.9%和64.0%,平均孔径为0.448 nm,主要由微孔和少量介孔组成,孔径远大于砷酸根离子(AsO_(4)^(3-))和亚砷酸分子(H_(3)AsO_(3))的空间构型尺寸,有利于对As(Ⅲ)和As(Ⅴ)的吸附。反映石墨化程度的R值为1.340,表面具有丰富的含氧官能团,对As(Ⅲ)的最大吸附量为3.87 mg/g,对As(Ⅴ)的最大吸附量为3.17 mg/g。对比文献中不同活性炭的比表面积和砷吸附容量,竹箨活性炭表现出一定优势。【结论】适当提高活化温度、延长活化时间有利于表面微孔的形成,从而提高砷吸附容量;但过高的活化温度和过长的活化时间会导致孔隙结构坍塌,减小比表面积和微孔比率,降低砷吸附容量。本研究为高效治理水体砷污染活性炭材料的制备提供了一种简单环保的方法,具有良好的除砷性能。

笋壳多糖的微波-超声波联合辅助提取工艺优化及其抗氧化活性

目的:通过微波-超声波联合辅助提取法优化笋壳多糖提取工艺,并研究其抗氧化活性。方法:考察提取时间、料液比、微波功率、超声波功率、提取次数对笋壳多糖含量的影响,在单因素试验基础上做L9(34)正交试验优化提取工艺参数,通过测定笋壳多糖清除羟自由基、超氧阴离子自由基、1,1-二苯基-2-苦基苯肼(1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl,DPPH)自由基的能力来评价其抗氧化活性,并同传统热水浸提法进行比较。结果:微波-超声波联合辅助提取最优工艺条件为提取时间30 min、料液比1∶30(g/m L)、微波功率200 W、超声波功率750 W,笋壳多糖得率为2.76%,粗多糖中多糖含量为37.63%;清除羟自由基、DPPH自由基和超氧阴离子自由基的半抑制浓度分别为0.17、0.43 mg/m L和大于16 mg/m L。微波-超声波联合辅助提取法的各项指标均优于热水浸提法。结论:微波-超声波联合辅助提取笋壳多糖比传统热水浸提具有耗时短、效率高等优点,笋壳水溶性多糖具有显著体外抗氧化活性。

竹笋壳黄酮类化合物的提取及其抗氧化活性的研究

以竹笋壳为原料,采用乙醇浸提法来提取黄酮类化合物。结果表明,竹笋壳黄酮最佳的提取工艺参数:乙醇浓度为60%,浸提时间为3 h,料液比为1∶25,浸提温度为80℃,此时提取量可达到4.393 mg/g。考察了竹笋壳黄酮类化合物提取液对羟基自由基的清除能力。结果表明,当竹笋壳黄酮类提取物的浓度达到60μg/mL时,其对.OH的清除率达到58.02%,表现出良好的抗氧化活性。

竹笋壳提取物抑菌活性研究

以竹笋壳为原料,利用超声波辅助-有机溶剂提取法提取活性物质,并经大孔树脂初步纯化;采用双层平板打孔法研究竹笋壳提取物对食品中常见的4种细菌和3种真菌的抑制作用,同时考察温度和紫外照射对其抑菌活性稳定性的影响。实验结果表明:竹笋壳提取物对金黄色葡萄球菌(Staphyloccocus aureus)、枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus)、大肠杆菌(Escherichia coli)这4种细菌的最小抑菌浓度(MIC)分别为8.75、4.375、35、35mg/mL,对酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)、黑曲霉(Aspergillus niger)、根霉(Rhizopus stolonifer)这3种真菌没有抑制作用;竹笋壳提取物的抑菌活性具有很好的热稳定性;对于不同菌种,竹笋壳提取物的抑菌活性具有不同的紫外光稳定性。

笋壳醋酸木质素的提取及抗氧化活性研究

以麻竹笋笋壳为原料,采用醋酸法提取笋壳木质素。通过单因素试验及响应面分析,探讨提取时间、盐酸添加量、液料比和醋酸体积分数对木质素提取率的影响,并对提取的醋酸木质素基本成分及抗氧化活性进行研究。结果表明:醋酸木质素提取的最佳工艺参数为,提取时间80 min,HCl添加量6%,液料比20∶1(m L∶g),醋酸体积分数86.95%。该条件下笋壳木质素提取率达到73.58%(相对于Klason木质素含量),且木质素的纯度达到89.70%,含有少量的碳水化合物(2.96%)。醋酸木质素的DPPH自由基清除指数(RSI)值为1.61,显著高于商业合成抗氧化剂BHT的RSI值(0.94),具有应用于食品及其他工业抗氧化剂的潜力。

氯化锌活化法制备笋壳基活性炭的工艺研究

以笋壳为原料,采用氯化锌活化法制备活性炭,通过正交试验研究了氯化锌与笋壳质量比、氯化锌溶液浓度、活化温度、活化时间等因素对笋壳基活性炭的活化收率、碘吸附值和亚甲基蓝吸附值的影响。研究表明,活化温度对活性炭性能的影响最显著;氯化锌活化法制备笋壳基活性炭的最佳条件为:m(氯化锌)/m(笋壳)=2:1,氯化锌溶液浓度为5%,活化温度为600℃,活化时间为90min。采用氮气吸附-脱附法对最佳条件下制备的活性炭进行表征,结果表明,该条件下制备的活性炭为中孔型活性炭。

基于毛竹笋壳生物质碳材料的制备及其超级电容器性能

超级电容器具有能量密度高、功率密度大、寿命长、成本低且对环境无污染等优点,被人们逐渐运用到了各个领域。生物质活性碳前驱体来源于农林废弃物或者工业废弃物,具有原料来源广、价格低廉、可再生性强等优点,可以为超级电容器领域提供价格低廉的优质活性碳。本文选用毛竹笋壳作为前驱体,通过预处理、高温碳化、活化等一系列处理,制备了生物质活性碳;并探究了不同碳化温度、活化剂比例等工艺参数对活性碳微观结构及电化学性能的影响。结果表明,当碳化温度为900℃,碳材料与活化剂质量比为1∶2时,生物质活性碳的比表面积为1129.4 m^2/g;当电流密度为0.1 A/g时,其比电容为173.2 F/g;当电流密度为1 A/g时其比电容为128.2 F/g。因此,该材料具有较高的比电容及较好的倍率特性,在超级电容器上具有良好的应用前景。

麻竹笋笋壳醋酸木质素结构特性及抗氧化性

采用醋酸法提取大叶麻竹笋笋壳中木质素,并对得到的醋酸木质素进行表面微观特性、结晶特性、热稳定性、吸湿特性及抗氧化能力测定,同时与相同来源的纤维残渣和粗膳食纤维进行对比实验。结果表明,醋酸木质素表面呈球形且结构粗糙多孔,以无定形结构存在,热稳定性较好,最大失重速率为0.34%/℃,吸湿率较低(5.21%)。DPPH自由基清除能力和亚铁离子还原能力(FRAP)测定结果表明,醋酸木质素抗氧化能力高于人工合成的抗氧化剂BHT,其ABTS自由基清除能力与BHT相当,无显著差异。并且醋酸木质素的抗氧化能力显著高于相同来源的纤维残渣和粗膳食纤维。

ZnCl_2活化笋壳活性炭制备及吸附动力学分析

以笋壳为原料,采用氯化锌为活化剂制备活性炭,通过正交实验研究各影响因素对活性炭性能的影响。通过静态吸附实验研究ZnCl_2活化笋壳活性炭对亚甲基蓝的吸附特性,并从动力学角度探讨其吸附机理。结果表明,制备活性炭主要影响因素为活化温度,其次是ZnCl_2浓度,活化时间影响最小。制备活性炭的最佳条件是:ZnCl_2浓度为3 mol/L,活化温度控制在400℃,活化时间2 h。活性炭对亚甲基蓝的吸附符合准二级动力学方程和Elovich方程,吸附速率控制步骤主要为膜扩散控制。等温吸附曲线与Langmuir型和Freundlich型均拟合较好,吸附过程是优惠吸附。

活性炭的微波制备技术研究

以花生壳和竹子为原料,氯化锌为活化剂,微波辐射制备活性炭,通过单因素试验确定最佳制备条件,并在最优条件下对活性炭分别进行碘吸附、亚甲基蓝吸附、电镜分析和比表面等分析检测。结果表明,竹子活性炭的吸附性能优于花生壳活性炭,其吸附碘值为984.9 mg/g,亚甲基蓝吸附值为150 mg/g,比表面积1 047.0 m2/g,孔体积0.208 cm3/g,孔径2.78 nm。

复合酶法优化毛竹笋壳多糖提取工艺及其抗氧化活性研究

为研究复合酶法提取毛竹笋壳多糖的最优工艺,在单因素试验的基础上,以多糖得率为响应值,利用响应面优化法对酶添加量、酶解时间和酶解温度进行优化,以确定其最佳工艺条件。用Sevag试剂法对提取的多糖进行纯化,并对其单糖组成、抗氧化活性进行研究。结果表明,复合酶法提取毛竹笋壳多糖的最优工艺参数为:复合酶添加量1.6%,酶解时间105 min,酶解温度51℃。在最优条件下多糖得率为1.98%,与模型预测值的相对误差为2.94%。主要单糖组分半乳糖醛酸、半乳糖、木糖、阿拉伯糖的摩尔比为15.35∶32.82∶6.45∶39.13。采用体外抗氧化体系评价毛竹笋壳多糖的抗氧化效果,发现其具有良好的抗氧化活性,清除DPPH自由基和羟自由基的能力均表现出一定剂量效应。

应用液相色谱-串联质谱测定慈竹笋壳提取物成分及其抑菌活性

通过索式抽提的方法从慈竹笋壳中提取活性物质,并用液相色谱-串联质谱(LC-MS/MS)测定其组成成分。采用K-B抑菌圈法测定慈竹笋壳提取物对4种细菌及2种真菌的抑菌效果,同时测试了笋壳提取物的最小抑菌质量浓度及试验温度、处理时间对其抑菌作用的影响。结果表明:慈竹笋壳提取物包含388种代谢产物,且有20种代谢物的质量超过了整个代谢物总质量的1%。慈竹笋壳提取物能够有效抑制大肠杆菌、肺炎克雷伯菌、粪肠球菌、金黄色葡萄球菌这4类细菌,对桔青霉菌、海绵胶煤炱菌2种真菌无明显抑制作用。其中,肺炎克雷伯氏菌、大肠杆菌的最小抑菌质量浓度为4.375 g·L^(-1),金黄色葡萄球菌、粪肠球菌最小抑菌质量浓度为8.750 g·L^(-1)。抑菌活性具有热稳定性,且随浸泡时间的增加,抑菌活性也会提升。

竹笋壳黄酮提取液抑菌效应初步研究

本实验对竹笋壳黄酮的提取方法及其提取液的抑菌效果进行了初步研究,实验结果证明了竹笋壳黄酮提取液有与竹叶黄酮相当的生理活性,从而给竹笋壳的废弃物回收利用提供了实验依据。

苦笋壳提取物不同极性相抗氧化与降血糖活性研究

研究苦笋壳不同提取相的抗氧化作用和对α-葡萄糖苷酶和α-淀粉酶的活性抑制作用。以70%(体积分数)乙醇和水分别对苦笋壳进行提取,并测定提取物中的黄酮、总酚及总糖含量。以ABTS阳离子自由基、DPPH自由基、·OH清除能力、铁离子抗氧化能力(ferric reducing ability of plasma,FRAP)等方法评价其抗氧化活性,测定乙酸乙酯、正丁醇、石油醚3种萃取相对α-葡萄糖苷酶和α-淀粉酶的抑制活性。结果表明,水提方式总糖含量为(97.3±0.28)%,高于醇提方式。总酚和黄酮含量在醇提相中较高,分别是(28.53±1.67)%和(27.22±2.02)%。从对α-葡萄糖苷酶抑制活性上看,醇提相大于水提相。醇提方式下抗氧化活性:乙酸乙酯相>正丁醇相>石油醚相,乙酸乙酯相对·OH清除能力可达(67.32±1.57)%,乙酸乙酯相对α-葡萄糖苷酶和α-淀粉酶的抑制活性最强,IC_(50)值分别是(0.158±0.003)、(0.104±0.006)mg/mL,酶抑制动力学结果表明苦笋壳乙酸乙酯相对α-葡萄糖苷酶抑制类型为竞争性抑制类型,对α-淀粉酶抑制类型为非竞争性抑制类型。苦笋壳可用于开发降血糖产品的天然资源。

竹笋壳不溶性膳食纤维制备工艺优化及功能性质研究

为合理利用竹笋加工副产物,以竹笋壳为原料,采用碱法制备竹笋壳膳食纤维,通过单因素实验和响应曲面优化确定竹笋壳不溶性膳食纤维(IDF)的最佳制备条件,并进一步研究所制备的竹笋壳膳食纤维的吸附性能和抗氧化活性。研究结果表明,IDF的最佳制备条件:NaOH浓度为1.97%、制备时间为113min、制备温度为49℃、料液比为1∶40g/mL,在此条件下,IDF的得率为87.05%。体外吸附性能研究结果表明,SDF和IDF对胆酸钠的最大吸附量分别达到了151.26和108.56mg/g;当pH=2.0时,SDF和IDF的NO_(2)^(-)最大吸附量分别为231.92和755.27mg/g;当pH=7.0时,SDF和IDF的NO_(2)^(-)吸附量随着吸附时间的延长而逐渐降低。体外抗氧化性研究结果表明,当质量浓度为16mg/mL时,SDF和IDF的DPPH自由基清除率分别为45.73%和41.87%,ABTS^(+)自由基清除率分别为99.94%和15.09%。由此表明,竹笋壳膳食纤维可以作为一种潜在的功能性食品膳食成分,在食品工业中具有广阔的应用前景。

基于雷笋壳的氮掺杂碳量子点的制备及对四环素的检测

目的以农业废弃物雷笋壳为原料,制备氮元素掺杂的碳量子点(nitrogen-doped carbon quantum dots,N-CQDs),作为快速检测四环素的绿色新型荧光探针。方法N-CQDs由水热法制备而成,同时通过透射电镜、X射线衍射分析、傅立叶红外光谱分析、X射线光电子能谱和荧光分光光度计等对N-CQDs进行表征。结果制备的N-CQDs具有晶格结构的球形形态,平均粒径为5.16 nm,表面官能团丰富,具有良好的水溶性,在高浓度离子溶液和较宽pH范围内的N-CQDs具有高荧光强度和优异的稳定性。N-CQDs对四环素的检测具有较好的选择性和抗干扰性,在0.05~0.50μg/mL范围内呈现良好的线性关系,检出限为0.024μg/mL。鱼肉样品和牛奶样品中的四环素的加标回收率为91.95%~103.80%,相对标准偏差(relative standard deviation,RSD)小于等于5.37%。结论与传统的检测四环素的方法相比,本研究构建的绿色环保的荧光探针具有成本低、操作简单的优点,且具有良好的重现性和稳定性。

笋壳基活性炭对铜离子和亚甲基蓝的共吸附性能研究

以笋壳为原材料,经过NaOH活化、碳化后制得笋壳基活性炭,研究了其对重金属及有机污染物的单独和共吸附性能。选取Cu(Ⅱ)和亚甲基蓝(MB)作为复合污染水体的特征污染物,探讨活性炭对两者的单独和共吸附性能,并从动力学角度探讨了吸附机理。结果表明,不同类型的污染物单独存在时,笋壳基活性炭对Cu(Ⅱ)和MB的吸附量分别是6.55 mg/g和18.26 mg/g;而当上述两种污染物共存时,吸附量均明显下降,这说明Cu(Ⅱ)和MB存在竞争吸附。准二级动力学方程很好地描述了笋壳基活性炭对Cu(Ⅱ)和MB的吸附行为。吸附速率的控制步骤是内扩散,吸附速率还受膜扩散的控制。