大孔樹(shù)脂吸附動(dòng)力學(xué)2

1、大孔樹(shù)脂吸附動(dòng)力學(xué)李治民 中國(guó)藥科大學(xué) 藥物制劑 班級(jí)：144027 學(xué)號(hào)：14402716目的1. 了解大孔樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)及根皮苷的性質(zhì)。2. 了解固體自溶液吸附的基本原理。3. 了解大孔樹(shù)脂的預(yù)處理方法，掌握吸附量的測(cè)量方法。實(shí)驗(yàn)原理固體表面有剩余力場(chǎng)，固體表面分子相對(duì)其體相分子具有超額能量，固體表面對(duì)撞擊到其表面積的分子具有吸引力，氣體分子或溶液中的分子和離子再起表面會(huì)聚集，從而降低固體的表面能。這種現(xiàn)象稱(chēng)為固體的表面的吸附。具有吸附能力的固體稱(chēng)為吸附劑，被吸附的氣體或液體稱(chēng)為吸附質(zhì)。固體在溶液中的吸附過(guò)程關(guān)系到固體、溶劑、溶質(zhì)三者的相互作用力。實(shí)際上溶液中的吸附是溶質(zhì)與溶液分子爭(zhēng)奪固

2、體吸附劑表面的凈結(jié)果。在一定的溫度和壓力下，吸附劑的吸附面積決定其吸附量的大小，為了提高吸附量，應(yīng)盡可能增加吸附劑的比表面積。超細(xì)粉體或多孔性物質(zhì)具有較大的比表面積，因此，也具有良好的吸附性能。而大孔吸附樹(shù)脂，由于具有比表面積大、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、吸附選擇性好等優(yōu)點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用于中藥及天然藥物提取液中有效成分的富集和純化。D-101大孔吸附樹(shù)脂是以苯乙烯為骨架結(jié)構(gòu)，以二乙烯苯為交聯(lián)劑聚合而成，為目前使用最廣泛的樹(shù)脂之一。商品D-101大孔吸附樹(shù)脂孔徑為0.280.9nm，吸附劑大于30mg（酚）/g（干樹(shù)脂），商品樹(shù)脂常含有一定量未聚合的單體、制孔劑、分散劑和交聯(lián)劑等，如甲苯、二甲苯及一些直鏈烷烴

3、等，在使用前必須進(jìn)行預(yù)處理。根皮苷分子式為C21H24O10，屬于植物黃酮類(lèi)中的二氫查爾酮苷。根皮苷主要存在于蘋(píng)果樹(shù)的根皮、莖、嫩葉，以及蘋(píng)果果實(shí)中，近年來(lái)在多穗柯甜茶中葉發(fā)現(xiàn)含量比較豐富的根皮苷。根皮苷具有多種生物活性，如調(diào)節(jié)血壓、血糖，保護(hù)心臟及清除體內(nèi)自由基、低毒等特點(diǎn)，在很多領(lǐng)域中的得到應(yīng)用。在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，根皮苷的分離純化主要使用大孔樹(shù)脂。根皮苷D-101大孔吸附樹(shù)脂對(duì)根皮苷有良好的吸附和解吸性能。D-101大孔吸附樹(shù)脂對(duì)根皮苷的吸附過(guò)程可用Freundich吸附等溫式at=kc1n 來(lái)模擬。大孔樹(shù)脂吸附動(dòng)力學(xué)過(guò)程相對(duì)復(fù)雜，可用準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)及粒內(nèi)擴(kuò)散方程擬合。根皮苷在D-101大孔

4、吸附樹(shù)脂上的吸附動(dòng)力學(xué)粒內(nèi)擴(kuò)散模型為at=kt12+R（1）式中，at為即時(shí)吸附量；k為粒內(nèi)擴(kuò)散系數(shù)，mg/g（濕樹(shù)脂）·min12 ；R為積分常數(shù)。準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型為datdt=k2(ae-at)2（2）積分邊界條件為t=0時(shí),t時(shí)at=ae，整理得tat=1k2a02+1aet（3）式中，ae為平衡吸附量；k2為準(zhǔn)二級(jí)吸附常數(shù)。作t/at-t線，如為直線，可從斜率和截距求得ae和k2值。在根皮苷濃度較高時(shí)，吸附動(dòng)力學(xué)符合準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力模型；當(dāng)根皮苷濃度很低時(shí)，符合粒內(nèi)擴(kuò)散模型。儀器與試劑725紫外分光光度計(jì)；康氏振蕩器；200ml錐形瓶?jī)蓚€(gè)；50ml滴定管、1000ml容量瓶；5ml

5、、10ml、25ml、50ml移液管各一根；10ml量筒一只；稱(chēng)量瓶一只；電子分析天平。根皮苷98%，配制濃度0.1000g/L的溶液備用；經(jīng)預(yù)處理的D-101大孔樹(shù)脂若干（浸泡于蒸餾水中備用）。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1. D-101大孔樹(shù)脂預(yù)處理 商品樹(shù)脂用兩倍體積95%乙醇濃度浸泡24小時(shí)，過(guò)濾，再用95%乙醇流動(dòng)洗滌樹(shù)脂，不時(shí)檢查乙醇流出液至流出液與水混合（1:5）無(wú)白色渾濁為止，然后以大量蒸餾水洗至無(wú)乙醇味。 用兩倍體積5%NaOH水溶液浸泡兩小時(shí)，水洗至接近中性。 兩倍體積10%鹽酸浸泡兩小時(shí)，用蒸餾水洗至中性，浸泡于蒸餾水中備用。（注：此步為實(shí)驗(yàn)室老師準(zhǔn)備）2. 配制根皮苷水溶液 稱(chēng)量0.100

6、0g根皮苷，完全溶解于燒杯中，在電爐上微加熱使其溶解，轉(zhuǎn)移到容量瓶，配置濃度為0.1000g/L的根皮苷溶液備用。3. 繪制根皮苷標(biāo)準(zhǔn)溶液 精確量取5ml、7.5ml、10ml、15ml、20ml、25ml、30ml根皮苷溶液定容至50ml容量瓶中，用752紫外分光光度計(jì)測(cè)量312nm處溶液吸光度，繪制根皮苷標(biāo)準(zhǔn)曲線。4. 測(cè)量吸附液濃度-時(shí)間曲線 量取兩份8g（淋水，5s內(nèi)不滴水）已預(yù)處理過(guò)的D-101大孔樹(shù)脂，分別置于200ml的錐形瓶中，分別加入100ml濃度為0.015g/L的0.05g/L的根皮苷溶液，加入溶液時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，并立即置于恒溫25的搖床中振蕩，每隔10min取上清液蕩洗比色

7、皿并測(cè)量其吸光度，測(cè)量完成立即倒回吸附瓶。測(cè)量時(shí)間至少90min，試驗(yàn)結(jié)束后吸附液及樹(shù)脂倒入回收桶。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及處理1. 根皮苷標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制c0=0.0939g/L =312nmc(g/L)0.0100.0150.0200.0300.0400.050A0.1310.2070.3820.5530.6360.744表一圖一2. 吸附液濃度-時(shí)間曲線的測(cè)量c0=0.04695g/L m根皮苷=8.2g =312nmt(min)18.7828.3537.6547.7357.0765.9775.2885.4793.80A0.360.3290.2900.2650.2220.1980.1720.1530.1

8、34ct(g·L-1)0.0220.0200.0180.0160.0130.0120.0100.00830.0074at(mg·g-1)0.350.380.40.430.460.480.50.520.53t(min12)4.335.326.146.917.558.128.689.249.69tat(min·g·mg-1)53.6675.6894.13111124.07137.44150.56164.37176.98表二c0=0.01409g/L m根皮苷=8.0g =312nmt(min)19.2728.6038.6048.6358.6268.3277.9587.8797.88A0.1820.1740.1540.1440.1330.1210.1160.1090.100ct(g·L-1)0.0100.0100.00870.00800.00730.00650.00620.00570.0051at(mg·g-1)0.06250.06250.0790.0880.0960.1060.110.1160.123t(min12)4.395.356.216.977.658.278.839.379.89tat(min·g·mg-1