中空/核壳结构亲和吸附材料的制备及其分离木犀草素的性能研究

来源 :江苏科技大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:shuizhongcanyue
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木犀草素(LTL)是一种黄酮类化合物,广泛存在于草本植物中。人们在研究中发现LTL含两对羟基,其中一对为顺式二羟基结构。近年来在实践中发现,从植物中提取的LTL表现出了较好的生物活性,具有消炎、止咳、抗菌、抗病毒及治疗心血管疾病等疗效。油脂工业中产生的大量废弃花生壳中含有丰富的LTL,开展花生壳中LTL提取研究具有重要意义。目前,功能化的壳核结构或中空结构纳米材料被广泛关注,并且开始应用于分离提取领域。LTL分子含有顺式二羟基结构,锌离子或硼酸基团能与顺式二羟基团发生可逆亲和。据此,本论文将离子亲和或硼亲和技术、分子印迹技术和壳核或中空结构纳米材料进行复合,制备了Fe3O4@PVIM@Zn(II)、Ho-SnO2@MIPs和H-PAVM三种新颖的功能材料,并进行了对LTL的吸附实验研究。具体内容如下:(1)以1-乙烯基咪唑为单体,通过沉淀聚合反应将Fe3O4表面包覆一层有机聚合物,使其表面具有丰富的传质孔道和咪唑杂环。最后利用锌离子和咪唑杂环稳定的螯合作用,制备了离子亲和型Fe3O4壳核磁性吸附纳米材料。在吸附行为实验中,Fe3O4@PVIM@Zn(II)能够在pH=7.0的条件下较快吸附LTL(吸附平衡时间:40min;吸附量:23.92 mg g-1,298 K),动力学和热力学吸附行为分别满足准一阶吸附和Langmuir热力学吸附模型。并且具有良好的特异性识别能力。在纯化实验中,可以将纯度为85.0%的LTL纯化至94.26%。在LTL的生物抗菌实验中,纯化后的LTL依然保持良好的生物抗菌能力,表明Fe3O4@PVIM@Zn(II)的吸附纯化条件满足LTL的生物活性要求。(2)采用模板法制备中空多孔SnO2基质材料,然后将硼亲和技术和分子印迹技术复合。通过可逆断裂链加成反应(ATRP)将硼酸功能单体修饰在中空多孔SnO2基质材料上,制备出硼亲和型SnO2中空结构纳米吸附材料。在吸附行为实验中,Ho-SnO2@MIPs能够在pH=7.5的弱碱性条件下分离LTL(吸附量:33.65 mg g-1,298K),动力学和热力学吸附行为分别满足准二阶吸附和Langmuir热力学吸附模型。经过Scatchard分析和BET表征数据计算出有效亲和位点密度0.22 mg m-2,较核壳材料有较大吸附优势。且具有良好的特异性识别能力,在纯化实验中,可以将纯度为85.0%的LTL纯化至95.28%。在LTL的生物抗菌实验中,纯化后的LTL依然保持良好的生物抗菌能力,表明Ho-SnO2@MIPs的吸附纯化条件满足LTL的生物活性要求。(3)以4-乙烯基苯硼酸为功能单体,丙烯酰胺作为聚合“桥梁”单体,将表面羧基化的聚苯乙烯微球作为模板。运用微相分离效应,通过沉淀聚合反应一步法制备出硼酸功能化的单孔印迹聚合物。经过四氢呋喃对模板的刻蚀后,得到硼亲和型中空单孔印迹聚合物(H-PAVM)。在吸附行为实验中,H-PAVM能够在pH=7.5的弱碱性条件下吸附分离LTL(吸附量:46.96 mg g-1,298 K),动力学和热力学吸附行为分别满足准二阶吸附和Langmuir热力学吸附模型。经过Scatchard分析和BET表征数据计算出有效亲和位点密度0.27 mg m-2,较本实验中核壳结构材料有较大吸附优势。具有良好的特异性识别能力,在纯化实验中,可以将纯度为85.0%的LTL纯化至95.88%。在LTL的生物抗菌实验中,纯化后的LTL依然保持良好的生物抗菌能力,表明H-PAVM的吸附纯化条件满足LTL的生物活性要求。
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