分子印跡交聯(lián)殼聚糖樹脂對(duì)五種貝肉勻漿液中鎘的脫除研究.pdf

1、本文以脫除貝肉中重金屬鎘為目標(biāo)開展研究，制備了分子印跡交聯(lián)殼聚糖樹脂(MICCR)，建立了檸檬酸提取貝肉勻漿液中鎘及MICCR吸附并脫除提取液中鎘的方法。主要研究?jī)?nèi)容及結(jié)果包括以下幾個(gè)方面：
　　(1)采用紫外分光光度法研究了Cd(Ⅱ)、檸檬酸及Cd-檸檬酸絡(luò)合物的光譜性質(zhì)，考查了Cd-檸檬酸絡(luò)合物的形成條件及組成，利用對(duì)應(yīng)溶液法測(cè)定了Cd-檸檬酸絡(luò)合物的穩(wěn)定常數(shù)。結(jié)果表明：在pH4.5時(shí)Cd-檸檬酸絡(luò)合物最穩(wěn)定，Cd(Ⅱ)與檸檬

2、酸的配比為1:1，條件穩(wěn)定常數(shù)β'=4.09×105，穩(wěn)定常數(shù)β=7.1×105，lgβ=5.85。
　　(2)MICCR的制備和表征：利用分子印跡技術(shù)的原理，以Cd-檸檬酸絡(luò)合物為模板、戊二醛為交聯(lián)劑，用殼聚糖(CTS)制備MICCR，并通過紅外光譜、掃描電鏡等對(duì)其結(jié)構(gòu)及性能進(jìn)行了表征。結(jié)果表明，戊二醛的用量為4.5mL、交聯(lián)溫度80℃、交聯(lián)時(shí)間為3h的條件下，MICCR的產(chǎn)率最大，為56.3％。在MICCR的制備過程和MICC

3、R對(duì)Cd(Ⅱ)的吸附過程中，聚合物氨基上的N原子和伯羥基、仲羥基的O原子同時(shí)參與Cd(Ⅱ)的配位反應(yīng)，Cd-檸檬酸絡(luò)合物和CTS發(fā)生了配位反應(yīng)，在洗脫過程中Cd-檸檬酸絡(luò)合物被整個(gè)洗脫，MICCR上形成了有利于吸附Cd-檸檬酸絡(luò)合物的三維結(jié)構(gòu)，MICCR對(duì)Cd(Ⅱ)的吸附實(shí)際上是通過對(duì)Cd-檸檬酸絡(luò)合物的吸附而實(shí)現(xiàn)的。與CTS相比，MICCR的結(jié)晶度更高，在酸性條件下不會(huì)發(fā)生軟化和溶解，對(duì)熱的穩(wěn)定性有所提高。
　　(3)MICCR

4、對(duì)鎘的吸附性能：以MICCR為吸附劑，對(duì)含Cd(Ⅱ)水溶液進(jìn)行吸附試驗(yàn)，結(jié)果表明，MICCR對(duì)Cd(Ⅱ)的吸附容量為170.4mg/g，吸附Cd(Ⅱ)的最佳pH值為4.5。分別用一級(jí)動(dòng)力學(xué)模型和二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，MICCR對(duì)Cd(Ⅱ)的吸附較好地符合二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型，R2=0.9905，吸附速率為6.97g·g-1·h-1，計(jì)算所得的平衡吸附容量183.5mg/g與試驗(yàn)平衡吸附容量170.4mg/g較一致，進(jìn)一步驗(yàn)證了MI

5、CCR對(duì)Cd(Ⅱ)的吸附更符合二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型。MICCR對(duì)Cd(Ⅱ)的等溫吸附分別用Langmuir模型和Freundlich模型擬合，Langmuir模型能更好地描述MICCR對(duì)Cd(Ⅱ)的吸附行為。因此，MICCR對(duì)Cd(Ⅱ)的吸附是以單分子層吸附形式進(jìn)行的。通過Langmuir模型計(jì)算得出MICCR對(duì)Cd(Ⅱ)的理論最大平衡吸附容量為214.6mg/g。MICCR對(duì)Cd(Ⅱ)重復(fù)吸附五次，吸附容量變化很小，MICCR可多次再生，吸

6、附Cd(Ⅱ)的性能穩(wěn)定，證明通過交聯(lián)反應(yīng)和分子印跡技術(shù)改進(jìn)了CTS的再生性能。
　　(4)MICCR對(duì)五種貝肉勻漿液中鎘的脫除效應(yīng)：用檸檬酸溶液提取五種貝肉勻漿液中的鎘，進(jìn)而利用MICCR吸附脫除檸檬酸-Cd提取液中的鎘，考查了檸檬酸提取鎘和MICCR脫鎘過程對(duì)貝肉勻漿液中蛋白質(zhì)、氨基酸和微量元素的影響，且通過化學(xué)評(píng)分(CS)和必需氨基酸指數(shù)(EAAI)對(duì)其蛋白質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值進(jìn)行評(píng)價(jià)。結(jié)果表明，在檸檬酸溶液的濃度為0.08mol/L

7、，、pH4.0、料液比1:10(m：V)、提取時(shí)間4h的條件下，檸檬酸對(duì)馬氏珠母貝(Pteria martensii)、牡蠣(Oyster)、扇貝(Scallop)、翡翠貽貝(Mytilus viridis)和企鵝珍珠貝(Pteriapenguin)貝肉勻漿液中鎘的提取率分別為92.2％、61.2％、61.3％、65.4％和92.3％；在MICCR的用量為0.05g/mL、pH4.0、脫除時(shí)間6h條件下，MICCR對(duì)檸檬酸-Cd提取液中

8、鎘的脫除率分別為99.6％、80.8％、98.7％、73.1％和96.2％，顯示MICCR對(duì)檸檬酸-Cd提取液中重金屬鎘具有很好的脫除效果。
　　(5)貝肉勻漿液經(jīng)脫鎘處理后，蛋白質(zhì)有一定的損失，但脫除液中蛋白質(zhì)的氨基酸種類比較齊全，均屬于完全蛋白質(zhì)，必需氨基酸總量占總氨基酸含量的21.4％～33.3％，EAAI為43.85％～56.63％，蛋白質(zhì)的氨基酸組成較平衡、合理，屬于高質(zhì)量蛋白質(zhì)。脫除液中尚含有一定量的對(duì)人體健康有益的微