生物质多孔碳的功能合成以及对红枣中有机酸的吸附测定

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多孔碳吸附剂一直是科学家们探讨研究的热门材料,然而,传统碳材料的原料价格较高,处理程序复杂,在一定程度上限制了传统碳材料在吸附方面的运用。因此,寻求一种高效、经济、绿色的多孔碳材料是一个很有价值的探索。海带是我国一种在海水中生长的海藻类植物,来源广泛,产量高,是我国资源丰富的天然绿色的生物质原材料,且本身含有N、S、P等功能性杂原子。因此我们选用低成本的海带原材料为碳前驱体合成生物质碳,并采用N-[3-(三甲氧基硅基)丙基]乙二胺(KH-792)结合多巴胺对合成材料进行功能化修饰。最后结合样品前处理技术实现了对红枣样品中有机酸目标物的分析与检测。第一部分:以海带生物质为碳源,分别采用KOH和H3PO4为活化剂通过无氧条件下的高温碳化和化学活化法成功制备出孔结构良好的两种生物碳材料,并对所得生物碳进行场发射扫描电镜表征,结果表明:采用不同活化剂制备出的海带生物碳形貌和孔道结构有较大差异;同时,本文也选择蔗糖为碳源,MCM-41和SBA-15为模板剂,采用硬模板法制备出孔结构良好的生物碳,由于其孔径范围在2~50nm间,为方便起见,将其称为介孔碳。为增强合成碳材料的吸附能力,增加表面反应活性位点,本文采用具有丰富官能团的多巴胺和KH-792对合成的碳材料进行表面改性,可得到具有丰富氨基官能团的功能化碳材料,再利用X射线衍射仪、红外光谱仪和X射线光电子能谱等表征手段分别对功能化前后的碳材料进行结构和形貌分析,结果证明多巴胺和KH-792成功修饰在材料表面;生物碳材料不仅拥有良好的孔结构和较大的比表面积,官能团的种类和数量也更加丰富。第二部分:将改性修饰后的生物碳和介孔碳材料用于食品中有机酸的分析检测,实验结果表明改性后的生物碳材料对有机酸吸附性能较好:对绿原酸的吸附量为27.90μg/m L,对咖啡酸的吸附量为25.47μg/m L,并结合样品前处理技术实现了对红枣样品中绿原酸和咖啡酸的分析检测。通过筛选淋洗液和洗脱液,优化了实验条件,该方法具有优异的线性范围和较好的重复性。结果表明:对多孔碳材料进行修饰改性是提高食品药品中药物活性成分检测效率的有效途径。
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