一种可再生展青霉素吸附剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种可再生展青霉素吸附剂及其制备方法，本发明专利技术通过在g

【技术实现步骤摘要】
一种可再生展青霉素吸附剂及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种可再生展青霉素吸附剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]展青霉素(PAT)是一种小分子真菌次生代谢产物，广泛存在于各类食品中，尤其是果蔬及其加工产品，具有较强的急、慢性毒性。吸附法是一种操作简单、高效经济的PAT去除方法，无需高昂的设备投资，甚少涉及消费者接受度和法规问题导致的产业化阻力，极具实用价值和商业化潜力。传统大孔树脂、活性炭等吸附剂对果汁品质的负面影响较大且PAT去除效果有限。近年来的多项研究表明，利用PAT的α,β
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不饱和羰基与巯基(
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SH)的共轭加成能够实现PAT吸附容量和选择性的突破性提升。然而，吸附过程中PAT与
‑
SH的共价结合导致
‑
SH功能化吸附剂难以重复利用，由此带来的成本问题制约了这项技术的产业化应用。
[0003]传统吸附剂对PAT的吸附容量和选择性较低，
‑
SH功能化虽能有效提升PAT吸附性能，但二者之间的结合几乎不可逆，导致吸附剂无法循环利用。目前，二硫苏糖醇是唯一被证实能够实现
‑
SH吸附剂再生的还原剂，然而其价格高昂，且具有一定毒性。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中存在的不足，本专利技术提供了一种可再生PAT吸附剂及其制备方法。本专利技术利用光催化材料表面的高级氧化作用，解决巯基功能化PAT吸附剂结合PAT分子后
‑
SH难以再生问题，实现基于
>‑
SH功能化的PAT吸附材料重复利用。
[0005]本专利技术通过在g
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C3N4材料表面接枝
‑
SH，提高其对PAT的吸附性能，同时，利用g
‑
C3N4材料在可见光下的光催化效应，通过“避光吸附
‑
光催化再生”过程，实现吸附剂的循环利用，降低吸附剂的成本。本专利技术关键的创新之处在于：1、巯基接枝方式；2、吸附
‑
光催化耦连，实现材料的循环利用。
[0006]本专利技术的技术方案如下：
[0007]一种可再生的g
‑
C3N4‑
SH吸附剂，以尿素为前体物质，通过煅烧形成g
‑
C3N4，再以戊二醛为交联剂，L
‑
半胱氨酸为巯基供体，对g
‑
C3N4进行改性而得。
[0008]一种可再生的g
‑
C3N4‑
SH吸附剂的制备方法，包括如下步骤：
[0009](1)制备g
‑
C3N4[0010]将尿素用铝箔包裹，置于氧化铝坩埚中，然后置于马弗炉中升温至500～600℃，在空气气流下煅烧1～3h，得到g
‑
C3N4；
[0011]优选升温速率为5℃/min；
[0012]优选煅烧的温度为550℃，时间为2h；
[0013](2)巯基接枝
[0014]将步骤(1)所得g
‑
C3N4分散于戊二醛的水溶液中，加入L
‑
半胱氨酸，20～40℃下搅拌反应4～8h，之后反应混合物用去离子水漂洗，烘干，得到g
‑
C3N4‑
SH吸附剂；
[0015]优选g
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C3N4与L
‑
半胱氨酸的质量比为100：50～70，特别优选100：60；
[0016]优选戊二醛的水溶液的质量分数为2.5％；戊二醛的水溶液与g
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C3N4的体积质量比为3～5：100，mL/mg；
[0017]优选反应的温度为30℃，时间为6h。
[0018]本专利技术所述可再生的g
‑
C3N4‑
SH吸附剂可循环应用于PAT的吸附。
[0019]具体的，g
‑
C3N4‑
SH吸附剂对PAT的吸附反应在避光条件下进行；吸附反应完成后，吸附有PAT的g
‑
C3N4‑
SH在光照下降解，实现吸附剂的再生。
[0020]本专利技术的技术原理如下：
[0021]g
‑
C3N4是一种具有较宽吸收光谱、能在可见光范围发挥作用的光催化材料，可由高碳、氮含量化合物煅烧形成。其表面含有较多氨基，有利于通过戊二醛交联的方法接枝
‑
SH用于PAT分子的高效吸附。吸附后，利用g
‑
C3N4的光催化特性，能够方便、快速的降解PAT和
‑
SH的复合物，使
‑
SH再生，从而实现巯基功能化PAT吸附剂的循环利用。
[0022]本专利技术的有益效果在于：
[0023]1.与目前普通巯基功能化PAT吸附剂相比，具有光催化活性的巯基化g
‑
C3N4不仅具有高吸附容量和选择性，同时解决了一直以来备受关注的循环使用问题，有效降低了吸附剂成本。
[0024]2.尽管已有光催化材料降解PAT的研究，但由于光催化的非选择性高级氧化作用，直接将光催化剂应用于食品中对食品品质的影响极大。本专利技术中，将吸附与光催化技术结合，通过“避光吸附
‑
光催化再生”既避免了直接光催化对食品品质的影响，又解决了普通巯基功能化吸附剂结合PAT后难以脱附并循环使用，造成吸附处理成本较高的问题。
[0025]3.与传统光催化材料TiO2相比，本研究中选择的g
‑
C3N4吸收光谱范围更宽，可以在可见光下实现光催化，反应条件更便利，因而更有利于产业化应用推广。
附图说明
[0026]图1本专利技术工艺流程示意图。
[0027]图2煅烧后的g
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C3N4。
[0028]图3展青霉素吸附过程中g
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C3N4‑
SH吸附量和巯基含量变化曲线。
[0029]图4为g
‑
C3N4‑
SH对展青霉素的可重复利用性。
具体实施方式
[0030]下面通过具体实施例进一步描述本专利技术，但本专利技术的保护范围并不仅限于此。
[0031]实施例1一种可重复利用的g
‑
C3N4‑
SH展青霉素吸附剂的制备
[0032]制备方法如图1所示，以尿素为前体物质，通过高温煅烧形成淡黄色g
‑
C3N4，然后以戊二醛为交联剂，L
‑
半胱氨酸为巯基供体，对g
‑
C3N4材料进行改性，得到g
‑
C3N4‑
SH展青霉素吸附剂。
[0033]具体制备方法为：
[0034]1)制备g
‑
C3N4材料：称取10g尿素置于带盖的氧化铝坩埚中，用铝箔包裹，然后在马弗炉中以5℃/min的升温速率加热至550℃，在空气气流下保持2h。将煅烧后得到的固体研磨收集，即为g<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可再生的g
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C3N4‑
SH吸附剂，其特征在于，所述可再生的g
‑
C3N4‑
SH吸附剂以尿素为前体物质，通过煅烧形成g
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C3N4，再以戊二醛为交联剂，L
‑
半胱氨酸为巯基供体，对g
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C3N4进行改性而得。2.一种可再生的g
‑
C3N4‑
SH吸附剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)制备g
‑
C3N4将尿素用铝箔包裹，置于氧化铝坩埚中，然后置于马弗炉中升温至500～600℃，在空气气流下煅烧1～3h，得到g
‑
C3N4；(2)巯基接枝将步骤(1)所得g
‑
C3N4分散于戊二醛的水溶液中，加入L
‑
半胱氨酸，20～40℃下搅拌反应4～8h，之后反应混合物用去离子水漂洗，烘干，得到g
‑
C3N4‑
SH吸附剂。3.如权利要求2所述的制...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱月，严佳萍，吕飞，任灏，陈张喜，丁玉庭，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：