活性炭吸附酒石黃
使用活性炭作為酒石黃的吸附劑。吸附研究在pH和溫度的控制條件下進行。發(fā)現(xiàn)pH在吸附過程中起到的作用。酒石黃(E102或FD&C黃5)是最常用的食品添加劑之一。在以下食品中可以找到：軟飲料，速食布丁，風(fēng)味薯片，奶油凍粉，湯，調(diào)味汁，冰淇淋，糖果，口香糖，果醬，果凍，果醬，芥末，酸奶和其他方便食品。其他非營養(yǎng)性產(chǎn)品如維生素，抗酸劑也可以含有酒石黃。對于人類來說，酒石黃被認為是一種有毒物質(zhì)，可以導(dǎo)致多動癥和其他行為問題中起催化劑的作用。
酒石黃也可能導(dǎo)致哮喘，濕疹，甲狀腺癌和狼瘡等。酒石黃似乎引起所有偶氮染料的最過敏反應(yīng)。其他有害反應(yīng)可包括偏頭痛，視力模糊和瘙癢。酒石敏感性主要表現(xiàn)為蕁麻疹。它具有很高的水溶性，最大限度地發(fā)揮其有害作用。這期我們使用活性炭研究了酒石黃的吸附。最常見的工業(yè)吸附劑是活性炭。它是已知的最老的吸附劑，通常使用兩種基本活化方法中的一種來制備。物理和化學(xué)。活性炭(AC)吸附被廣泛用來去除顏色和有機污染物，由于其延伸表面區(qū)域，孔隙結(jié)構(gòu)，高的吸附容量和高程度的表面的反應(yīng)性。活性炭由于其強大的吸附性能可以有效地與一些有害物質(zhì)結(jié)合?；钚蕴靠梢詫⒍舅匚栈虮３衷谄浔砻妫⒆柚蛊湓谙乐械奈?。它也可以用于藥物過量的治療。但是，中毒時使用的活性炭通常以粉末形式或懸浮于液體中。
本研究旨在探討口服食品級活性炭在模擬腸胃內(nèi)條件下吸附去除毒性酒石黃食用色素的能力。該研究已經(jīng)在不同的變量下進行，如pH，溫度，吸附劑劑量和染料濃度。在37℃的強酸性溶液中檢查了鹽度和通常存在于胃中的一些添加劑如單糖和二糖，糖精和阿斯巴甜以及一些表面活性劑的影響。
試驗開始材料準備活性炭1.2兩種，檸檬黃(圖1)，5-羥基-1-(4-磺酸基苯基)-4-(4-磺?；交嫉?-β-吡唑-3-羧酸三鈉是偶氮染料(CI編號= 19140，EEC編號= E- 102)，分子式C 16 H 9 N 4 Na 3 O 9 S 2，分子量534.4。所有其他試劑均為AR級。
活性炭吸附酒石黃
通過將所需量的染料溶解在去離子水中制備500mg L -1儲備溶液。通過連續(xù)稀釋獲得所需濃度的工作溶液。使用雙光束分光光度計在428nm處對比去離子水作為空白對吸附前后的染料濃度進行分析。以5000rpm 離心后，測定上清液中酒石黃的濃度，每次測定取平均值兩次。
間歇吸附實驗在溫度(37℃±1)下進行。吸附劑材料的已知重量加入到50ml染料溶液，用50至300毫克的L的初始濃度-1。徹底使用具有100 rpm的速度磁力攪拌器添加吸附劑的所需劑量(4-20克L-之后將內(nèi)容物攪拌-1)為接觸時間(5-120分鐘)的特定時間段。通過加入1M HCl或1M NaOH溶液將測試溶液的pH調(diào)節(jié)至所需值。平衡后，確定最終濃度(C e)，并使用以下關(guān)系計算染料的百分比去除率：
其中C 0和C e分別是染料的初始和最終(在平衡時)濃度(mg L -1)
活性炭劑量的影響
吸附劑用量對平衡吸收的影響見表2。取所述吸附劑的劑量2-10 GL之間-1在50 MGL的初始染料濃度-1。隨著活性炭劑量的增加，吸附量增加。增加吸附劑劑量可歸因于增加的吸附劑表面積和更多吸附位點的可用性。染料qe的平衡濃度值隨著吸附劑用量的增加而減小。解釋這個結(jié)果的因素是吸附位點在吸附反應(yīng)過程中保持不飽和狀態(tài)，而吸附劑位點可用位點的數(shù)量增加。
| 活性炭量（g L -1） | AC1 | AC2 | ||
|---|---|---|---|---|
| ％刪除 | q e（mg g -1） | ％刪除 | q e（mg g -1） | |
| 4 | 31.84 | 7.95 | 37.00 | 9.25 |
| 8 | 52.20 | 6.53 | 56.70 | 7.09 |
| 12 | 63.00 | 5.25 | 66.20 | 5.52 |
| 16 | 67.00 | 4.19 | 70.40 | 4.40 |
| 20 | 67.51 | 3.37 | 71.80 | 3.59 |
表1：活性炭劑量對平衡時去除百分比的影響。
初始pH值對活性炭吸附的影響
考察了溶液酸度對活性炭對檸檬黃吸附的影響，初始pH范圍為1.5〜11.0，見圖1。吸附研究在37℃進行。染料的典型pH值與百分比的去除在較高的pH值下顯示出染料百分比的顯著降低。觀察到pH值高于6.0的染料吸收的減少，此后觀察到吸附量沒有變化。對于AC1和AC2，在pH1.5分別達到染料的最大攝取(43.4和56.2%)。因此，選擇pH 1.5作為進行后續(xù)研究的最佳值。該pH值也是人類胃的近似pH值。得到的結(jié)果表示因質(zhì)子化而增加中和吸附劑表面上的負電荷，這有利于擴散并提供吸附劑的更多活性表面，由此在其表面處產(chǎn)生更大的吸附。溶液的pH控制吸附劑和被吸附物之間的靜電相互作用。隨著pH的增加，去除百分比的降低可能是由于去質(zhì)子化，這阻礙了吸附劑和山梨酸之間的靜電力，導(dǎo)致吸附能力降低。pH對AC吸附容量的影響與以前水溶液中吸收酒石黃的結(jié)果是一致的。
圖1：在37℃，C 0 100mg L -1和活性炭劑量4g L -1下，pH對平衡地向酒石酸活性炭1和活性炭2平衡去除百分數(shù)的影響。
初始染料濃度的影響
初始染料濃度在50〜300 mg L -1檸檬黃對AC1和AC2吸附效率的影響，結(jié)果如圖2所示。從圖中可以看出，隨著酒石黃初始濃度的增加，酒石黃脫除百分比降低。雖然吸附百分比隨初始染料濃度的增加而降低，但每單位質(zhì)量吸附劑吸附染料的實際量隨著試驗溶液中染料濃度的增加而增加。為AC1的單元吸附從10.85增加MGG -1至35.70 MGG -1作為供試品溶液的酒石黃濃度從50 MGL增加-1至300 MGL -1。類似大號 Y，對AC2單元吸附從14.05增加MGG -1至50.1 MGG -1作為染料濃度從50 MGL增加-1至300 MGL -1。
圖2：初始染料濃度對溫度37℃和交流劑量4 g L -1平衡時去除百分比的影響。
本研究進行了檢查活性炭吸附水溶液人造色素酒石黃的能力。活性炭片似乎是一種很有前途的吸附劑，用于在模擬腸胃環(huán)境下從水溶液中除去酒石黃像條件。去除過程的最佳pH約為1.5。染料去除的程度隨著染料初始濃度的降低而增加，并且隨著接觸時間和活性炭劑量的增加而增加。在兩種類型的活性炭上吸附酒石黃在短時間內(nèi)發(fā)生并且在兩種類型的片劑中在約90分鐘內(nèi)達到平衡。在相同的條件下，活性炭2比活性炭1具有更高的吸附容量。吸附過程被發(fā)現(xiàn)是放熱的?；钚蕴?的吸附過程是放熱和非自發(fā)的，活性炭2是自發(fā)的。熵變的值提示有利吸附的可能性。
本文作者：董帝豪
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