草纖維酸鹽的制備及效益的解析論文
1、材料
蜂膠，由西安養蜂廠提供；燈芯草，取自廢棄中草藥。無水乙醇、氫氧化鈉、二硫化碳、硫酸鎂、鹽酸、磷酸、濃硝酸、高錳酸鉀溶液、鎘標準使用液、超純水、鎂標準儲備液，由國家標準物質研究中心提供；試驗用水為超純水。水浴恒溫搖床（型號為SHY—100），購自長沙湘儀離心機有限公司；集熱式恒溫加熱磁力攪拌器（型號為DF—101S），購自鄭州科豐儀器設備有限公司；循環水式多用真空泵（型號為SHB—Ⅲ），購自鄭州杜甫儀器廠；數控超聲波清洗器（型號為KQ5200DE），購自上海智科儀有限公司；艾科浦超純水系統（型號為UPT—II），購自成都超純科技有限公司；低速離心機（型號為E—C—M800），購自上海華燕醫療器械有限公司；遠紅外快速干燥箱（型號為AL—204），購自上海躍進醫療器械廠；電子天平（型號為AL—204），購自上海梅特勒—托利多儀器有限公司；恒溫磁力攪拌器（型號為94—2），購自上海梅穎浦儀器儀表有限公司；電子恒溫水浴鍋（型號為GKC—11），購自上海金橋科析儀器廠；萬用電爐（型號為MB—1），購自北京科偉永興儀器有限公司；原子吸收光譜儀（型號為PerkinElmerAAnalystTM800），購自美國PerkinElmer公司。
2、方法
2.1含鎘蜂膠溶液的配制
稱取蜂膠樣品0.1g，剪成小顆粒，加入10mL無水乙醇，用玻璃棒攪拌。于30℃超聲波中振蕩60min后用濾紙過濾，取上層清液，備用。
2.2燈芯草纖維素黃原酸鹽的制備
稱取廢棄中草藥的烘干樣3.0g，剪成碎末，加入15%氫氧化鈉溶液50mL，用玻璃棒充分攪拌，然后于30℃恒溫磁力攪拌器中攪拌堿化120min；將所得的渾濁液轉入低速離心機中離心15min，倒出并回收上層黑液，下層固形物即為堿纖維素黃原酸鹽；向堿纖維素黃原酸鹽中加入10%氫氧化鈉溶液50mL，用玻璃棒充分攪拌，轉至恒溫電磁攪拌器中繼續攪拌10min；然后慢慢加入二硫化碳0.8mL，攪拌酯化60min；再加入5%的硫酸鎂溶液10mL，繼續攪拌10min；將混合物離心15min，倒出并回收上層黑液（略帶黃色），下層即為所得的固形物；用5%的硫酸鎂和乙醇的混合液（硫酸鎂與乙醇比為1∶1）對固形物進行抽濾，直到抽出液的pH值為中性時取出，趁軟將抽濾物揉搓成直徑約為3mm的小顆粒；于（50±2）℃在遠紅外快速干燥箱中烘干8h取出，即為燈芯草纖維素黃原酸鹽，儲存，備用。
2.3纖維素黃原酸鹽對蜂膠中鎘的靜態吸附
向上述配制的10mL含鎘蜂膠溶液中加入0.1g自制燈芯草纖維素黃原酸鹽，于30℃在水浴恒溫搖床中振蕩吸附120min。用原子吸收光譜儀測定剩余鎘濃度，從而研究不同蜂膠溶液中鎘離子初始濃度、吸附溫度、吸附時間、溶液pH值對鎘吸附效果的影響，從而確定最佳的靜態吸附條件。
2.4濕法消解于蜂膠溶液中加入不同濃度的鎘溶液，振蕩均勻后置入四氟乙烯坩堝中，在電爐上加熱，待蜂膠中乙醇慢慢揮發盡；坩堝溫度降至室溫，向坩堝中加入9mL濃硝酸、1mL高錳酸鉀溶液，用玻璃棒輕微攪拌，放回電爐繼續消解；待硝酸揮發殆盡，取出坩堝降至室溫；加入10mL超純水，充分攪拌，所得溶液即為不同濃度消解后的鎘溶液。
2.5指標的測定蜂膠中鎘含量的測定采用原子吸收光譜法。
3、結果與分析
3.1溶液中鎘離子初始濃度對蜂膠中鎘去除率的影響
隨著溶液中鎘離子初始濃度的增加，燈芯草纖維素黃原酸鹽對鎘的去除率呈逐漸下降的趨勢，這是因為低濃度時，燈芯草纖維素黃原酸鹽表面的吸附位點充足，其與溶液中鎘離子數量的比值較大，吸附作用比較完全；對于吸附量而言，隨著鎘離子初始濃度的增加，吸附量逐漸增加，當鎘離子初始濃度為200μg/L時，吸附量達到飽和。故對于0.1g燈芯草黃原酸鹽，處理含鎘蜂膠液時最佳的初始鎘濃度約為200μg/L，此時平衡吸附量為10.7μg/g。
3.2溫度對蜂膠中鎘去除率的影響
由圖2可知，隨著溫度的升高，燈芯草纖維素黃原酸鹽對鎘的去除率呈先上升后下降趨勢，在30℃左右時，去除率最高，達52%，再升高溫度將不利于鎘的吸附，這可能是因為溫度的升高增強了鎘離子在溶液中的溶解能力，因此吸附反應中最佳吸附溫度選擇30℃比較適宜。
3.3pH值對蜂膠中鎘去除率的影響
由圖3可知，隨著pH值的升高，燈芯草纖維素黃原酸鹽對鎘的去除率呈下降趨勢，這說明對去除率的影響與鎘的溶解度有關，pH值升高，溶解度下降，反而不易被吸附，而且蜂膠中的黃酮類化合物受溶液酸度影響較大，降低能有效避免活性成分發生分解或沉淀[13]。因此，綜合考慮后確定最佳pH值選擇4~5比較適宜。
3.4吸附時間對蜂膠中鎘去除率的.影響
在吸附時間為1分鐘時，50%的鎘被吸附去除，這是因為在吸附開始時，燈芯草纖維素黃原酸鹽表面的吸附位點較多，容易吸附溶液中的鎘離子，隨著吸附的進行，在吸附時間為2分鐘時吸附達52.5%，之后隨著吸附時間的延長，去除率不再上升，吸附基本達飽和。
4、結論
試驗采用廢棄的燈芯草制備燈芯草纖維素黃原酸鹽，并研究燈芯草纖維素黃原酸鹽用于吸附去除蜂膠中重金屬鎘的效果，同時探討了靜態吸附反應中鎘離子初始濃度、吸附時間、溶液pH值和吸附溫度這4個因素對鎘去除率的影響，并得出如下結論：
1）當向10mL含鎘濃度為200μg/L的蜂膠溶液中加入0.1g的燈芯草纖維素黃原酸鹽，并調節蜂膠溶液的pH值為4.0~4.5，恒溫（30℃）振蕩吸附5min，該吸附劑對蜂膠中鎘的去除率為52.5%。在靜態吸附試驗中，燈芯草纖維素黃原酸鹽對鎘的飽和吸附量為10.7μg/g。
2）廢棄中草藥燈芯草經化學改性后，對蜂膠中鎘的吸附具有良好的選擇性和適用性，這不僅為降低蜂膠中重金屬鎘含量提供了一種新的技術方法，也為廢棄中草藥的資源化利用提供了新的思路。
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