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《陕西师范大学》 2005年
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螯合纤维的制备及其对苹果汁中有害金属离子去除研究

耿建暖  
【摘要】:苹果汁中含有各种矿物质如:钙、磷、铁、铬、锌、铝、锡等,同时也可能存在微量的铜、铅、砷、汞等对人体有害的重金属离子。这些金属离子的含量虽少,特别是有害金属离子的含量很少超标,但少量金属离子的存在也会影响果汁的品质。同时,随着人们对果汁安全性要求的不断提高,将对金属离子含量提出更严格的标准,特别是针对有害金属离子如Cu、Pb、As等。因此,寻找一种适合于连续化生产的金属离子去除方法很有必要。 螯合纤维是一类能与金属离子形成多配位络合物的纤维状吸附功能材料,是近年来发展起来的一种新型离子交换纤维。螯合纤维的功能基中存在着具有未成键孤电子对的N、O、S、P等原子,这些原子能以一对孤电子与金属形成配位键,构成与小分子螯合纤维物类似的稳定结构,使其与金属离子的结合力更强,选择性也更高。螯合纤维已应用于从水溶液中回收、浓缩、富集和分离金属离子,而用于果汁加工中未见报道。 为了使螯合纤维能够应用于果汁行业,本文选择聚丙烯(polypropylene,PP)无纺布作为基材,通过电子加速器预辐照处理,进行接枝改性,得到了一种新型的螯合吸附材料。研究了预辐照剂量、接枝反应温度、反应时间、单体浓度对接枝率的影响,确定了最佳的接枝条件;并采用红外光谱、扫描电镜和元素分析仪对其表面结构进行了表征;以Cu~(2+)、pb~(2+)为对象,分析了单体比例、接枝率、pH值和吸附时间对该螯合纤维吸附容容量的影响,并采用Freundlich模型分析了其吸附热力学性质;通过模拟试验,研究了这种材料对果汁中Cu~(2+)和pb~(2+)的去除效果。以期能为生产高品质苹果浓缩汁提供理论和数据支持。实验结果表明: (1)PP无纺布经预辐射可产生大量的陷落自由基和氢过氧化物,经加热可引发单体接枝反应的进行。接枝反应受预辐照剂量、反应时间、单体浓度、反应温度和添加剂的影响。预辐射聚丙烯纤维接枝丙烯腈和丙烯酸的最佳条件是:预辐照剂量200KGy,反应温度75℃,单体浓度50%,反应时间3小时。 (2)该螯合纤维的吸附容量和单体溶液中的丙烯腈、丙烯酸的比例密切相关,在丙烯腈(acrylonitrile AN)/(acrycylic acid AA)为60/40时吸附容量达到最大。在单体比例最佳条件下,纤维的吸附容量与接枝率有关,随接枝率的增大先增大再减小,接枝率在82.35%以上时吸附容量开始下降。 (3)该螯合纤维的吸附容量受溶液pH值的影响,最佳pH值为4,此时对铜、铅离子具有较强的吸附能力,对砷的吸附能力较弱,室温(20±2℃)时对Cu~(2+)、
【学位授予单位】:陕西师范大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TS255.44

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【参考文献】
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