王薇
文章分析了殼聚糖的涵義,同時闡述了殼聚糖的環(huán)境功能材料制備方法,最后通過大量資料文獻查閱后,對殼聚糖在去除水中金屬離子中的具體應用情況進行了研究。旨在采用科學手段減少環(huán)境污染,主要是降低重金屬污染程度。
殼聚糖涵義
殼聚糖存在于大自然中,是從脫乙酰處理后的甲殼素中提取出來的,因而其又被稱作是聚葡萄糖胺(1-4)-2-氨基-B-D葡萄糖。歷史上第一個殼聚糖是由法國人Rouget發(fā)現(xiàn)的。通過研究人們逐漸認識到殼聚糖不僅在相容性方面表現(xiàn)良好,而且在生物功能性方面同樣表現(xiàn)較好,因而被看成一種安全性較好的微生物可降解物質。據(jù)了解,殼聚糖已被人們應用到化妝品、食品及金屬物回收提取等領域中,并取得了非常好的應用效果.
制備及應用
實驗材料和實驗設備。制備材料包括:磷酸氫二胺、硝酸鈣、殼聚糖、硝酸、乙酸、過氧化氫、無水乙醇、石油醚、液體石蠟、巰基乙酸、硝酸鈉、戊二醛以及聚乙烯醇。其中,除了殼聚糖是由70%的脫乙酰制的外,其他試劑均采購自國藥集團。
制備流程。第一步是稱取殼聚糖(10g)放置到六百毫升的乙酸溶液(濃度為20%)中;第二步是待電爐溫度達到60攝氏度后,將裝有溶液的燒杯放在電爐上,并不斷進行攪拌,直到完全溶解后,再向燒杯中加入20ml過氧化氫繼續(xù)進行水解,直到便成黃色透明狀溶液便停止加熱;第三步是用氫氧化鈉(濃度為20%)將溶液PH值調(diào)節(jié)到10,并保持PH值不變;第四步是使用淀粉—碘化鉀試紙對過氧化氫進行檢測,觀察其是否已經(jīng)被完全分解;第五步是過氧化氫被完全分解后,需使用乙酸將溶液PH值調(diào)至7,并使用離心機保留部分液體;第六步是將溶液濃縮蒸發(fā)到50ml,并向燒杯中加入少量的無水乙醇,使溶液沉淀;第七步是使用離心機,以每分鐘4000轉的速度離心處理沉淀溶液,然后使用乙醇清洗溶液(共3次);第八步是清洗完成后將沉淀物放置到風干干燥箱中(溫度控制在50攝氏度)進行干燥,最后便得到殼聚糖(水溶性)。
應用。采集樹葉后,第一部需用清水+洗滌劑洗凈烘干樹葉,并將樹葉劃分成三部分備用。首先需要做的是將樹葉均勻剪切,大小約1厘米,隨后取塊狀葉片(1g)放到燒杯中,然后向裝有樹葉的燒杯中倒入適量殼聚糖溶液,并于自動攪拌機上連續(xù)攪拌兩小時,然后進行過濾與烘干,隨后將10ml蒸餾水以及20ml硝酸倒入裝也干燥樹葉塊的燒杯中,再將燒杯放到電爐上加熱,直到溶液有白煙升起,最后應過濾掉燒杯中的混合液體,并將液體裝入50ml容量瓶中,定容待測。
第二部分需要將樹葉磨成粉末狀,并將粉末狀葉片(1g)放到準備好的燒杯中,隨后向燒杯中倒入適量殼聚糖溶液,接著將燒杯放到攪拌機上攪拌(2h),然后是過濾,過濾后應向燒杯中加入蒸餾水及硝酸,分別為10ml、20ml,攪拌均勻后將其放到電爐上加熱到出現(xiàn)白煙,然后過濾處理并將液體部分留下,接著倒入容量瓶(50ml)中,定容待測。
第三部分是采集來的樹葉不用進行處理,直接切碎并取1g樹葉放到準備好的燒杯中,隨后向燒杯里加入同上述步驟等量的蒸餾水、硝酸,然后將混合物放到電爐上加熱產(chǎn)生白煙,緊接著濾出雜物,保留液體,同上述一樣需要將液體放到50ml容量瓶中,定容后檢測。
(1)測得結果
我們使用原子吸收監(jiān)測儀(北京達豐瑞儀器公司)對上述三種方式制得的液體(含重金屬)進行監(jiān)測,最后測得的結果如表所示。
從上表中我們可以看出,將殼聚糖應用在含有重金屬的固體中,主要分成兩種應用情況進行分析。第一種應用情況使用的是塊狀樹葉去除法,這一方法去除Zn、Pb和Cu等重金屬的能力不夠顯著,分別是19.8%、25.4%以及45.2%;第二種應用情況使用的是粉末狀樹葉去除法,這一種方法相較于前一種而言,去除Zn、Pb和Cu等重金屬的能力比較明顯,分別是48.2%、88.7%以及74.1%,究其原因主要是兩種方式在樹葉接觸面積上存在著較大差異,簡而言之便是粉末狀樹葉與重金屬接觸的面積明顯大于塊狀樹葉,因而殼聚糖在應用過程中,去除重金屬的效果較好。查閱相關資料我們發(fā)現(xiàn),樹葉組織結構中含有的重金屬物質最多,這便證明了將塊狀的殼聚糖浸泡起來用以去除重金屬,并不會起到良好的去除效果。
綜上所述,文章通過對殼聚糖的有關性質進行分析,闡述了其在去除重金屬物質中,不同應用方式所起到的應用效果不同,簡單說來,即是殼聚糖應用到不同形狀的樣品中對處理效果有很大影響。