松香淀粉酯在吸附苯并芘中的应用制造技术

本发明专利技术公开松香淀粉酯在吸附苯并芘中的应用。松香淀粉酯的DS值越高，吸附量越大；提高温度有利于吸附。分析热力学参数ΔG0，ΔH0和ΔS0可知，负的ΔG0表明，吸附过程是自发进行；正的ΔH0值表明吸附反应是吸热反应。正ΔS0的值表明松香淀粉酯对苯并芘的吸附在固液界面的随机性增加。Langmuir等温线模型(R2>0.99)表现出了比Freundlich等温线模型更好的吸附平衡数据。从Langmuir等温线模型获得的最大吸附量(qm)为95.6552μg/g。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于化工领域，特别是提供了一种松香淀粉酯在吸附苯并芘中的应用。
技术介绍
多环芳香烃属于化合物中的一大类，由煤炭、石油、木柴等不完全燃烧或工业中利用这些燃料进行热加工处理时产生的一种化合物，存在于大气烟尘、空气、水、土壤以及烟熏食物中。其中一些化合物具有强致癌性和基因毒性，苯并芘是研究最多之一，由于其高毒性和污染最广，因此常以它作为多环芳香烃污染物的代表。苯并芘是由一个苯环和一个芘分子结合而成的多环芳烃类化合物，在自然环境中分布及其广泛。它是一类具有明显致癌作用的有机化合物。由于苯并芘有致癌性、致畸和致突变性，对人体健康存在巨大的危害。因此，经济、安全以及有效的去除苯并芘等多环芳烃污染的方法受到广泛的关注。研究表明，吸附法可对苯并芘的脱除起到良好的效果。与其他方法相比较，吸附法除去苯并芘具有操作简单，成本相对较低的优势。当前，吸附苯并芘的常用吸附剂有乳杆菌，活性碳和活性白土。乳杆菌培养时间较长并且过程较为繁琐，养菌时间一般需要18-22h，吸附量为6.5μg/ml。活性碳吸附量较高，达到200μg/g，但是活性炭的吸附温度较高在100℃，例如在一些茶油精炼工艺流程中高温会影响茶油的品质和天然风味。活性白土吸附量较低，仅为1μg/g。广西拥有大量来源广泛、价格便宜的木薯淀粉和松香，申请人以此为原料使用脂肪酶为催化剂直接酯化合成松香淀粉酯。在酯化产物中，淀粉是葡萄糖的高聚合物，具有较强的亲水性，松香主要成分为二萜树脂酸，分子式为C19H29COOH，其三环菲骨架具有良好的亲油性。经松香酯化改性的淀粉酯具有潜在的生物降解性和生物相容性，广泛地应用于食品，药品等行业。目前未见有松香淀粉酯或其类似物作为吸附剂使用的报道。
技术实现思路
本专利技术为了充分利用松香改性后获得松香淀粉酯的优良性能，拓展松香淀粉酯的应用领域，提供松香淀粉酯在吸附苯并芘中的应用。本专利技术的技术方案：松香淀粉酯制备：在150mL三角瓶中，加入一定量的预处理木薯淀粉和DMSO溶液，摇匀使淀粉溶解，缓慢滴加一定质量松香/DMSO溶液，再加入一定量的Novozym435脂肪酶，恒温反应一定时间。反应结束后，冷却到室温，离心取上清液，在剧烈搅拌下加入150mL甲醇，有大量沉淀析出，离心，甲醇洗涤3次每次20mL，再用30mL丙酮洗涤4h后离心，产物于烘箱中70℃恒温干燥，粉碎制得松香淀粉酯。其合成路线如下所示：以上所述的松香淀粉酯制备采用“李贺,林日辉,黄文勤,等.固定化脂肪酶催化合成松香淀粉酯的研究[J].林产化学与工业,2015,35(2):103-110.”公开的方法制备而得。松香淀粉酯在吸附苯并芘中的应用：(1)苯并芘溶液的配置：将苯并芘固体溶于正辛烷中配制浓度为1-20mg/L的苯并芘贮备液。(2)在5mL离心管中，分别加入3mL一定量的苯并芘正辛烷溶液和1g不同取代度的松香淀粉酯。(3)将离心管放到血液混匀器上，置于恒温培养箱中混匀吸附，吸附时间为10-120min。(4)吸附完成后，溶液通过离心机在12000转离心5min，取上清液，用高效液相色普法分析苯并芘的浓度。本专利技术的优点：1.松香淀粉酯吸附量可达到50μg/g以上，且在较低温度下就可吸附。2.淀粉是自然界中来源丰富，价格低廉，易于生物降解的可再生资源，广泛存在于植物之中。3.同时木薯淀粉具有黏性强、成膜性好和渗透性强等优点，因此其在理化特性和加工性能方面更具优势。4.松香价格低廉，丰富，同时松香酸还具有潜在的生物降解性和生物相容性等特点。松香淀粉酯合成工艺方便简单，具有常温常压下合成产物生产成本低，反应条件温和，选择性高，副产物少等优点。附图说明图1为DS对松香淀粉酯吸附苯并芘的影响图。图2为吸附时间对松香淀粉酯吸附苯并芘的影响图。图3为苯并芘初始浓度对松香淀粉酯吸附苯并芘的影响图。图4为温度对松香淀粉酯吸附苯并芘的影响图。图5为lnKc对1/T的线性拟合图。具体实施方式为了更好的理解本专利技术，下面结合实施例子对本专利技术做进一步的描述。应理解，这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围。此外应理解，在阅读了本专利技术讲授的内容之后，本领域的技术人员对本专利技术做各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求所限定的范围。松香淀粉酯制备：松香淀粉酯制备采用“李贺,林日辉,黄文勤,等.固定化脂肪酶催化合成松香淀粉酯的研究[J].林产化学与工业,2015,35(2):103-110.”公开的方法制备而得。在150mL三角瓶中，加入一定量的预处理木薯淀粉和DMSO溶液，摇匀使淀粉溶解，缓慢滴加一定质量松香/DMSO溶液，再加入一定量的Novozym435脂肪酶，恒温反应一定时间。反应结束后，冷却到室温，离心取上清液，在剧烈搅拌下加入150mL甲醇，有大量沉淀析出，离心，甲醇洗涤3次每次20mL，再用30mL丙酮洗涤4h后离心，产物于烘箱中70℃恒温干燥，粉碎制得松香淀粉酯。其合成路线如下所示：松香淀粉酯在吸附苯并芘中的应用实施例松香淀粉酯在吸附苯并芘中的应用(1)苯并芘溶液的配置：将苯并芘固体溶于正辛烷中配制浓度为1-20mg/L的苯并芘贮备液。(2)在5mL离心管中，分别加入3mL一定量的苯并芘正辛烷溶液和1g不同取代度的松香淀粉酯。(3)将离心管放到血液混匀器上，置于恒温养箱中混匀吸附，吸附时间为10-120min。(实验在35、40、45、50度四个温度下都进行过吸附试验，在温度对吸附的影响中有给出。)(4)吸附完成后，溶液通过离心机在12000转离心5min，取上清液，用高效液相色普法分析苯并芘的浓度。具体分析实验为：超高效液相色谱技术分析松香淀粉酯对苯并芘的吸附：在5mL离心管中，分别加入3mL一定量的苯并芘正辛烷溶液和1g不同取代度的松香淀粉酯。将离心管放到血液混匀器上，置于恒温培养箱中混匀吸附。吸附完成后，溶液通过离心机在12000转离心5min，取上清液，用高效液相色普法分析苯并芘的浓度。色谱检测条件，色谱柱：AichromBond-AQC18(4.6mm×250mm,5μm)；流动相：V(甲醇)∶V(水)＝90∶10；流速：1mL/min；柱温:35℃；进样量:20μL；检测波长UV-290nm。上述实验结果表明：苯并芘吸附至松香淀粉酯上。结果如下表所示。表1松香淀粉酯在吸附苯并芘中的应用实施例时间(min)苯并芘浓度(mg/L)松香淀粉酯DS值吸附量(μg/g)115200.05055.7823015.00.06859.3134512.50.08950.6746010.00.10151.425757.50.13653.606905.00.15951.1471052.50.18259.8781201.00.20057.88以上所有实施例的吸附实验都进行三个平行，并计算平均值，标准偏差都在1％以内。计算平衡吸附量qe(μg/g)：qe＝V(CD-Ce)/m(1)式中：C0—苯并芘的初始浓度，mg/L；Ce—苯并芘吸附平衡时的浓度，mg/L；V—是吸附溶液的体积，mL；m—松香淀粉酯吸附剂的质量，g；高效液相色普法分析苯并芘的浓度色谱检测条件：参考实验，色谱柱：AichromBond-AQC18(4.6mm×250mm,本文档来自技高网...

【技术保护点】
松香淀粉酯在吸附苯并芘中的应用。

【技术特征摘要】
1.松香淀粉酯在吸附苯并芘中的应用。2.根据权利要求1所述的松香淀粉酯在吸附苯并芘中的应用，其特征在于：所述的松香淀粉酯取代度为DS＝0.05-0.20。3.根据权利要求1所述的松香淀粉酯在吸附苯并芘中的应用，其特征在于：所述的松香淀粉酯制备方法为：在150mL三角瓶中，加入一定量的预处理木薯淀粉和DMSO溶液...

【专利技术属性】
技术研发人员：林日辉，巫佳，
申请(专利权)人：广西民族大学，
类型：发明
国别省市：广西;45