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Bpy-Cu/聚丙烯腈电纺膜的制备及其在食品中去除刚果红和检测总酚的应用

Bpy-Cu/聚丙烯腈电纺膜的制备及其在食品中去除刚果红和检测总酚...

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作者：李佳丽吉林大学

学位级别：硕士

金属有机骨架材料(MOFs)是一种由金属离子和有机配体组成的新型多孔材料,其优点在于比表面积大,结构多样,不饱和活性位点多等。Bpy-Cu作为一类以Cu为核心金属位点,4,4-联吡啶作为有机配体的MOFs材料,有合成方法简单、结构易于修饰等优点... 详细信息

金属有机骨架材料(MOFs)是一种由金属离子和有机配体组成的新型多孔材料,其优点在于比表面积大,结构多样,不饱和活性位点多等。Bpy-Cu作为一类以Cu为核心金属位点,4,4-联吡啶作为有机配体的MOFs材料,有合成方法简单、结构易于修饰等优点。MOFs材料在水中容易聚集结块,会影响其在实际中的应用,Bpy-Cu也不例外。静电纺丝是一种生产亚微米或纳米级聚合物纤维的有效方法,所制备的纳米纤维膜比表面积大、孔隙率高。将MOFs与静电纺丝技术相结合,可以有效解决MOFs材料上述缺点,扩展其应用范围。在食品工业蓬勃发展的同时,刚果红等工业染料被非法添加于食品中,对人体危害极大,有必要选择一种方法去除且不影响食品自身。随着工业的快速发展,含有酚类污染物的废水逐渐增多,亟需采用一种操作简便、有较高的灵敏度的方法来检测水中总酚含量。如上所述,本研究通过将静电纺丝技术和Bpy-Cu结合,得到Bpy-Cu/聚丙烯腈(PAN)静电纺丝膜,并将其应用于食品中刚果红的吸附和总酚的检测,具体内容如下:1、成功制备Bpy-Cu/PAN静电纺丝膜,并进行表征和性质分析。将Bpy-Cu溶于静电纺丝前体溶液,采用直接电纺的方法得到Bpy-Cu/PAN静电纺丝膜。准备了不同浓度的Bpy-Cu/PAN静电纺丝膜,利用表征来探究Bpy-Cu浓度对静电纺丝膜性质的影响。Bpy-Cu在电纺过程中能够维持原来的板状形态不变。随着浓度的增加,PAN的氧化降解作用温度降低,膜实现了疏水性的转变,在水中的失重率增加。得到Bpy-Cu/PAN静电纺丝膜中Bpy-Cu的最佳浓度为30 wt%。2、依靠Bpy-Cu/PAN静电纺丝膜的吸附特性,对食品中刚果红染料进行吸附。Bpy-Cu/PAN静电纺丝膜对刚果红的吸附符合吸附动力学实验中的准一级动力学方程和吸附Freundlich等温线方程。热力学实验显示,该吸附反应自发、吸热。Bpy-Cu/PAN静电纺丝膜的最大吸附容量为121.78 mg/g,对刚果红的去除率在5次循环后可达70%以上。吸附机理以物理作用为主,还有少量的化学作用。在西柚汁中刚果红的有效去除证明了其可行性。3、依靠Bpy-Cu/PAN静电纺丝膜的类漆酶活性,对食品水样中总酚进行检测。探究了Bpy-Cu/PAN静电纺丝膜的动力学参数和稳定性分析,该材料具有类漆酶催化活性,能够在不同酸碱、温度和时间下维持较好的稳定性。以苯酚为酚类污染物代表,在503 nm处利用比色法检测,检测范围为0.5-100μg/m L,检出限为0.17μg/m L,该方法有较好的选择性。为食品水样中总酚的检测提供一种新思路。

关键词：金属有机骨架材料静电纺丝吸附刚果红总酚检测

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