麦饭石负载pvam对梨汁澄清工艺的研究本科论文.doc
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1、 学科分类号150 本 科 毕 业 论 文 题 目 麦饭石负载PVAm对梨汁澄清工艺的研究 姓 名 学 号 院 (系 ) 化 学 与 生 命 科 学 学 院 专 业 化 学 年 级 2011级 指导教师 职 称 副 教 授 二一五 年五 月 贵州师范学院毕业论文贵州师范学院本科毕业论文诚信声明本人郑重声明:所呈交的本科毕业论文,是本人在指导老师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果,成果不存在知识产权争议,除文中已经注明引用的内容外,本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。
2、本科毕业论文作者签名: 年 月 日目录摘要1ABSTRACT20引言31 材料与方案41.1材料与设备41.2聚乙烯胺(PVAM)的合成41.2.1 PNVF的合成41.2.2制备PVAM51.3麦饭石预处理51.4麦饭石负载PVAM的制备51.5梨汁的制备51.6梨汁澄清度的测定51.7样品的表征51.7.1红外分析51.7.2热分析测试(TG)52 结果与分析62.1样品表征的分析62.1.1红外分析62.1.2热分析测试(TG)62.2麦饭石负载PVAM添加量对梨汁澄清度的影响72.3梨汁PH对澄清效果的影响82.4作用时间对梨汁澄清效果的影响82.5 温度对梨汁澄清效果的影响92.6
3、PVAM-麦饭石添加量对梨汁中果胶的影响102.7 麦饭石添加量对梨汁中果胶的影响103 结论10参考文献12致谢14摘要为了改善麦饭石的吸附性能和使用性能,以N-乙烯基甲酰胺(NVF)为单体,进行自由基聚合制备聚N-乙烯基甲酰胺(PNVF),将PNVF在碱性条件下水解,得到聚乙烯胺(PVAm),再将PVAm与麦饭石复合,制备出高胺化度麦饭石负载PVAm复合物。通过红外光谱(FTIR)和热重(TG)表征复合物的结构,用分光光度法分析麦饭石负载PVAm复合物对梨汁的澄清效果。结果表明:PVAm成功插入麦饭石层间,扩大了麦饭石的层间距从而提高了吸附性能;麦饭石负载PVAm复合物对梨汁有较好的澄清效
4、果,且明显优于单一麦饭石,最优澄清条件麦饭石负载PVAm复合物的用量0.80 g/L、澄清时间30 min、澄清温度22 oC,pH 5.2下的透光率为95%。关键词:麦饭石;聚乙烯胺(PVAm);梨汁;澄清AbstractIn order to improve the absorption and utilization performance of Maifanshi, polyvinylformamide (PNVF) was synthesized with N-vinyl formamide as raw materials; the polyvinylamide (PVAm) wa
5、s prepared by the alkali hydrolysis of PNVF; PVAm was intercalated into Maifanshi to prepare Maifanshi loaded PVAm composite with high amination degree. The structure of Maifanshi loaded PVAm composite was characterized by FTIR and TG. Effects of Maifanshi loaded PVAm composite on pear juice clarifi
6、cation were analyzed by infrared spectum analysis. The results showed that PVAm had been inserted into Maifanshi layers successfully, which improved the absorption properties of Maifanshi by expanding the interlayer spacing, Maifanshi loaded PVAm composite has preferable clarification effects on pea
7、r juice, and obviously better than Manfanshi. Under the most optimal conditions of Maifanshi loaded PVAm composite dosage 0.8 g/L, clarifying time 30 min, clarifying temperature 22 oC, and pH 5.2, the transmittance of pear juice reaches 95%.Keywords: stone; polyethylene amine (PVAm); pear juice;clar
8、ification0引言麦饭石是一种对生物无毒、无害并具有一定生物活性的复合矿物或药用岩石1。麦饭石属多孔性矿石,呈现出多孔状和海绵状结构,并具有良好的吸附性。麦饭石的吸附作用中,有物理吸附、化学吸附。物理吸附时,麦饭石与吸附质分子间以范德华引力相互作用;化学吸附时,麦饭石与吸附质分子间发生化学反应,以化学键结合。由于麦饭石是以SiO44-为基础,四面体顶端氧与相邻四面体共键,与K、Na、Pb等以离子键结合,当麦饭石溶于水时部分离子化,该结构的另一侧是SiO-的基团,与水中重金属离子或细菌发生结合1。麦饭石在水中能溶出4种有益于人体健康的常量元素、微量元素和稀有元素,它的微量元素含量曲线与人体
9、血液中的微量元素含量曲线基本吻合,由于融出的元素具有生物活性,很容易被人体吸收,所以它是一种较好的无机营养源1-3。麦饭石以其优异的生物活性、吸附性、矿化性、溶出性、无毒无害性在食品、医疗、保健、化工、环境保护、农林业及畜牧等领域得到了广泛的应用2-5。聚乙烯胺(PVAm)是一种氨基直接连接在碳氢骨架上的水溶性高分子材料,它不仅结构简单,而且由于氨基的活泼性使它具有很高的反应活性,所以PVAm可以进行氨基的大多数特征反应,从而获得很多新功能6。PVAm可用于反应络合金属离子、膜分离、污水处理、造纸以及油田生产等诸多领域6。氨基的活泼性使它可与醛类、酸酐类、羧酸类、卤代烃、酰卤、苯磺酰氯反应,还
10、能与金属离子进行络合,制备功能型高分子材料7 。PVAm可进行氨基的很多特征反应,从而获得许多特殊的理化功能。在现代的分离技术领域用于制备各种复合膜材料8;在催化剂领域用于催化剂的载体9;制药领域与不同分子量的葡萄糖接枝合成聚糖类表面活性剂10。PVAm的阳离子特性,它可作为污水处理絮凝剂。PVAm可作为有毒物质的替代品在基因治疗、膜分离、催化剂、食品工业、生物医学等高新技术领域有着十分广阔的应用前景7-10。本研究首先以N-乙烯基甲酰胺(NVF)为原料,进行自由基聚合法制备聚N-乙烯甲酰胺(PNVF),然后采用碱性条件对PNVF进行水解,得到PVAm;然后利用孔状结构和一定生物活性的矿物保健
11、药石麦饭石和高胺化度的PVAm为原料,利用浸渍法制备麦饭石负载PVAm复合物,将所得的复合物初步用于梨汁的澄清,研究其澄清效果和最佳处理工艺,以期为麦饭石产品的研发及应用领域的拓展提供依据。1 材料与方案 1.1材料与设备 N-乙烯基酰胺(东京化成工业株试会社);偶氮二异丁腈(分析纯 天津市科密欧化学试剂有限公司);盐酸(分析纯 上海广诺化学科技有限公司);氢氧化钠(分析纯 上海广诺化学科技有限公司);碳酸氢钠(96% 天津市永大化学试剂有限公司);麦饭石(中华麦饭石工艺品制造产)DF-II集热试恒温磁力搅拌器(金坛市恒丰仪器厂);分光光度计(上海棱光技术有限公司);FA224电子天平(上海舜
12、宇恒平科学仪器有限公司);SHZ-D(III)循环水式多用真空泵(巩义市科瑞仪器有限公司);精密定时电动搅拌器;KQ-500V超声波清洗仪(中国昆山市超声波仪器有限公司);pH计;离心机(上海安亭科技仪器厂);AA2000型低噪音空气泵(金坛市恒丰仪器制造有限公司);101-3AB电热鼓风干燥箱(天津市泰斯仪器有限公司)1.2聚乙烯胺(PVAm)的合成1.2.1 PNVF的合成将N-乙烯基甲酰胺水溶夜加入三口瓶中,通N2除出去体系中的氧气,回流、搅拌,水浴升温至反应温度70。加入引发剂偶氮二异丁腈保持温度恒定匀速搅拌1h,取出三口瓶放到超声波清洗仪中超声30min,继续保持温度恒定匀速搅拌8h
13、后停止反应,得到了PNVF。1.2.2制备PVAm将PNVF水溶液加入三口瓶中,通N2除去体系中的氧气,回流、搅拌,加入NaOH溶液,升温至反应温度60,保持温度恒定匀速搅拌8h停止反应,得到PVAm,制备过程如图1。图1 PVAm的合成过程1.3麦饭石预处理 将一定量粒度为80目的麦饭石和1mol/L盐酸按固液比为1:10混合浸泡24h,过滤除去有机物等杂质,再用蒸馏水将麦饭石洗至中性,烘干备用5。1.4麦饭石负载PVAm的制备将PVAm水溶液加入三口瓶中,通N2除去体系中的氧气,回流、搅拌、加入适量的麦饭石,升温至反应温度70,保持温度恒定匀速搅拌12h停止反应,得到改性麦饭石,然后取出改
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