分子印迹吸附剂的制备及对中药重金属的吸附性能研究

论文摘要

20世纪90年代以来发生了多起“中药中重金属超标事件”,并被媒体报道,成为国际医药市场的敏感话题,严重损害了中药的形象,给我国造成极大的经济损失。中药重金属污染问题已引起人们普遍关注,对中药中重金属的净化成为研究的热点。中药中重金属去除方法有超临界二氧化碳萃取法,膜分离法,吸附分离法等。吸附分离法因其材料便宜易得,成本低,去除效果好而受到人们的青睐。本文首先对吸附剂的制备工艺进行了研究。通过分子印迹技术,以Pb2+为印迹离子,硅藻土为核心材料,制备了铅印迹壳聚糖硅藻土（PbCSDE）吸附剂。对制备工艺进行了优化,经SEM分析表明PbCSDE的机械强度比壳聚糖（CTS）有进一步提高,FTIR分析表明PbCSDE与环氧氯丙烷（ECH）发生了交联反应。对PbCSDE的吸附性能进行了研究,PbCSDE对Pb2+离子的最大吸附容量为139.6mg/g（Pb2+离子初始浓度为600mg/l）,比CTS提高32.2%,吸附平衡时间由未印迹的5小时缩短至3小时,在弱酸性和中性pH范围内对Pb2+离子有较高的去除能力,吸附剂在使用10批次后,吸附性能没有下降。PbCSDE对Pb2+离子的吸附符合pseudo-second order速率模型和Langmuir等温方程。进一步研究了PbCSDE对红景天水煎液中重金属的吸附,考察了吸附时间、溶液pH对吸附的影响。PbCSDE对Pb2+的吸附在4小时达到平衡,比未印迹的快2小时。与732商业树脂比较,PbCSDE对红景天水煎液中Pb2+、Cu2+的吸附能力提高了2倍多。PbCSDE对红景天、甘草、白芍、黄芪、丹参水煎液中重金属的去除率在60-70%左右。最后考查了吸附对红景天有效成份红景天苷的影响。经红外、紫外光谱和高效液相色谱分析表明,经PbCSDE吸附后,水煎液中红景天苷没有发生变化。由于添加了一定量的硅藻土,符合低成本、绿色环保的要求,在大大降低吸附剂生产成本的同时也提高了吸附能力,其球形外观更有利于吸附性能的提高和实际应用,故对中药水煎液中低浓度的重金属的吸附去除具有一定的优势。

论文目录

• 学位论文数据集
• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 中药中重金属污染
• 1.1.1 中药中的重金属
• 1.1.2 红景天的研究概况
• 1.2 重金属离子的吸附去除
• 1.2.1 壳聚糖吸附剂
• 1.2.2 硅藻土吸附剂
• 1.3 分子印迹技术
• 1.3.1 分子印迹技术的发展
• 1.3.2 分子印迹聚合物在分离领域的应用
• 1.3.3 表面分子印迹技术
• 1.4 本课题研究的意义及内容
• 1.4.1 目的和意义
• 1.4.2 主要实验内容
• 第二章 铅印迹壳聚吸附剂的制备及吸附性能
• 2.1 引言
• 2.2 实验方法
• 2.2.1 试剂与材料
• 2.2.2 仪器
• 2.2.3 吸附剂制备方法
• 2.2.4 吸附剂制备条件的优化
• 2.2.5 分析方法
• 2.2.6 静态吸附实验
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 壳聚糖成球条件的研究
• 2.3.2 印迹离子浓度对吸附量的影响
• 2.3.3 不同交联剂对吸附量的影响
• 2.3.4 吸附时间的影响
• 2.3.5 初始重金属离子浓度对吸附的影响
• 2.4 小结
• 第三章 铅印迹壳聚糖硅藻土吸附剂的制备及吸附性能
• 3.1 引言
• 3.2 实验方法
• 3.2.1 试剂与材料
• 3.2.2 仪器
• 3.2.3 吸附剂制备工艺
• 3.2.4 铅印迹壳聚糖硅藻土制备条件的优化
• 3.2.5 静态吸附实验
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 核心材料的选取
• 3.3.2 铅印迹壳聚糖硅藻土吸附剂制备条件的优化
• 3.3.3 吸附剂结构的表征
• 3.3.4 吸附剂对铅的吸附性能
• 3.4 小结
• 第四章 印迹吸附剂对中药中重金属的去除研究
• 4.1 引言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 试剂与材料
• 4.2.2 仪器
• 4.2.3 中药水煎液的制备
• 4.2.4 中药水煎液的消化
• 4.2.5 静态吸附实验
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 吸附剂对红景天水煎液中重金属离子的去除
• 4.3.2 对中药甘草、黄芪、白芍、丹参中重金属的去除研究
• 4.4 小结
• 第五章 吸附对中药有效成份的影响
• 5.1 引言
• 5.2 实验方法
• 5.2.1 试剂与材料
• 5.2.2 仪器
• 5.2.3 红景天水煎液吸附前后红外图谱的研究
• 5.2.4 紫外扫描
• 5.2.5 高效液相色谱
• 5.3 结果与讨论
• 5.4 小结
• 第六章 结论
• 第七章 问题和建议
• 参考文献
• 附录
• 致谢
• 研究成果及发表的学术论文
• 硕士研究生学位论文答辩委员会决议书