大孔吸附树脂对芦丁的吸附行为研究

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本文以分析纯芦丁为底物,以紫外可见分光光度计为检测手段,对几种大孔吸附树脂(Macroporous Adsorption Resin,简称:MAR)的吸附特征和吸附选择性等理论问题进行了初步考察,取得了以下结果:一、以芦丁为吸附研究对象,通过MAR对芦丁的吸附实验,考察芦丁水溶液经不同MAR吸附前后浓度的变化情况以及实验过程中的有关现象,对研究过程中的基本问题:如MAR活化处理方法、吸附实验的操作方法和进行吸附行为研究时MAR的最佳用量等基本实验问题进行了考察,得到如下结果:1)树脂活化时间确定为5 d,树脂经95%乙醇浸泡后再加入原液进行吸附实验所得结果相对于直接用原液进行吸附实验所得的吸附量明显增大;2)为避免树脂漂浮于溶液表面,导致树脂与溶液不能充分接触而引起误差,对吸附实验的方法和手段进行了考察,结果表明选取大小相近的玻璃珠子作为增重物,其吸附实验结果重现性较好,结果也更客观。3)考虑到由于树脂在吸附过程中的各种不可控因素导致树脂颗粒个体在结构参数和性能指标上的差异,根据偶然误差的消除原理,对能获得客观、重现性好的树脂用量进行了考察,结果表明在树脂用量为干重约为1.0000 g时,可以较好的消除偶然误差,同一条件下的吸附实验有较好的重现性。二、考察了芦丁在以苯乙烯-二乙烯基苯共聚物为基体的具有不同极性的MAR表面的吸附特征,发现芦丁在MAR表面的吸附特征不同于在普通吸附剂表面的吸附,即MAR的吸附行为特征更符合Brunauer第四种模型。这一特征源于结构的特殊性——MAR中广泛存在纵横交错的大孔、中孔和小孔,由于芦丁溶液中的溶剂水与MAR不浸润,而溶质芦丁又与MAR具有一定的浸润性,所以在吸附过程中,从大孔转入中孔、以及从中孔转入微孔时存在毛细下降效应,在宏观上表现为吸附值与平衡浓度的变化不成正向关系,亦即随着吸附值的增大,平衡浓度出现波动,这为MAR吸附过程存在三个阶段这一假说提供了实验基础;通过对MAR在大孔与中孔吸附阶段的吸附行为特征进行回归分析,发现MAR对芦丁的吸附作用源于MAR中作用位点的诱导力,在吸附过程中,诱导力的作用将在传递到第三层后终止,这一结论与化学键中诱导力传递情况相一致。基于诱导力传递到第三层这一模拟结果,提出了一种新的、更合理的吸附模式—五参数方程。三、选择孔结构参数以及极性不同的苯乙烯系MAR和离子交换树脂,通过考察它们对水溶液中芦丁的吸附量来考察MAR的孔结构参数、极性和功能基对吸附能力的影响,初步分析MAR吸附规律,得到的主要结论如下:树脂的功能基对吸附过程以及吸附量的影响是最大的,且芦丁在离子交换树脂上吸附时,不出现明显的毛细下降效应;对中极性树脂和非极性树脂,树脂的平均孔径越大,大孔区的吸附量越大;非极性MAR的吸附量较中极性MAR随平均孔径的变化更有规律。对非极性MAR,在中孔区吸附时,随着树脂的平均孔径的增大,芦丁在MAR中孔区的吸附量呈现出一最大值,最大值所对应的平均孔径为26 nm。而对中极性MAR,芦丁在中孔区的吸附量随平均孔径的变化则不具规律性。由于中极性MAR中功能基的种类和数目不同导致MAR的平均孔径对吸附量无规律,所以只考察非极性MAR的最大饱和吸附量与树脂平均孔径的关系,结果表明:MAR的平均孔径越大,芦丁在MAR上的最大饱和:吸附量越大;通过研究MAR的比表面积对MAR的大孔区、中孔区影响规律表明,MAR的比表面积对MAR的吸附不起决定性作用;而孔容对吸附量的影响是:孔容越大,最大饱和吸附量越大。
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