氨基酸離子液體體系下電催化降解殼聚糖研究.pdf

1、低分子量殼聚糖因其獨(dú)特的生理活性和功能特性廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、食品、農(nóng)業(yè)、化妝品等領(lǐng)域。然而自然界中獲取的殼聚糖分子量往往較高,這極大限制了其應(yīng)用。因此,研究殼聚糖降解具有重要的意義。目前,降解殼聚糖一般采用低沸點(diǎn)酸性物質(zhì)(如鹽酸、醋酸等)處理,污染環(huán)境,回收困難,迫切需要污染環(huán)境小、回收方便,能夠替代低沸點(diǎn)酸性物質(zhì)的環(huán)境友好型溶劑,真正實(shí)現(xiàn)綠色降解殼聚糖。氨基酸離子液體(AAILs)以天然氨基酸為原料,能夠較好地溶解極性或非極性高分子材料

2、,液態(tài)范圍寬,導(dǎo)電率高,無(wú)污染,可循環(huán)使用,被譽(yù)為環(huán)境友好綠色溶劑。
　　 本文嘗試采用鈦基氧化釕(Ti/TiO2-RuO2)電極在甘氨酸鹽酸鹽([Gly]Cl)離子液體溶液體系下對(duì)殼聚糖進(jìn)行電催化降解,利用氨基酸離子液體溶解高分子材料及較高離子導(dǎo)電率等性能,試圖代替低沸點(diǎn)酸性物質(zhì),真正實(shí)現(xiàn)綠色制備低分子量殼聚糖。探討了不同因素對(duì)降解效果的影響,分析了降解前后產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)變化,研究了電催化降解殼聚糖反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)及作用機(jī)理。同時(shí),對(duì)

3、離子液體重復(fù)使用性進(jìn)行了研究。本文主要研究結(jié)論如下:
　　 (1)在[Gly]Cl離子液體溶液體系下電催化降解殼聚糖反應(yīng)后,分子量得到明顯降低。降解效果隨電流密度、反應(yīng)溫度、原料粘均分子量的增大而提高,隨殼聚糖初始濃度的增大而降低,隨離子液體濃度的增加先降低后不變;降解反應(yīng)基本不改變殼聚糖的主鏈結(jié)構(gòu)和脫乙酰度,只在其端基處生成羰基或羧基;降解產(chǎn)物的結(jié)晶度及熱穩(wěn)定性與原料相比有所降低;回收的離子液體重復(fù)3次仍能用于殼聚糖降解,有效

4、實(shí)現(xiàn)循環(huán)使用;
　　 (2)在[Gly]Cl離子液體溶液體系下電催化降解殼聚糖反應(yīng)符合零級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué);電催化降解的反應(yīng)活化能(Ea=19.1kJ/mol)明顯低于H2O2降解(Ea=88.5 kJ/mol)和亞硝酸水解(Ea=87.1 kJ/mol);降解反應(yīng)的表觀速率常數(shù)(S)隨電流密度(I)及反應(yīng)溫度(T)的增大而提高,隨殼聚糖初始濃度(Ccs)的增大而減小,隨離子液體濃度(c)的增大先增大后減小;
　　 (3)結(jié)合