殼聚糖改性沸石對(duì)蔗糖溶液中酚酸的吸附性能研究

柳富杰，吳海玲，韋巧艷，李大成，蘇龍

（廣西科技師范學(xué)院食品與生化工程學(xué)院，廣西來賓 546119)

我國(guó)制糖產(chǎn)業(yè)主要原料為甘蔗，在生產(chǎn)白砂糖的過程中以甘蔗為原料通過壓榨工藝得到甘蔗汁，然后通過澄清工藝除去甘蔗汁中非糖分，最后在煮糖工段中把甘蔗汁中蔗糖分通過結(jié)晶方法結(jié)晶生產(chǎn)出白砂糖[1]。甘蔗汁中存在著大量的酚類物質(zhì)，主要是沒食子酸、咖啡酸和阿魏酸[2-5]，酚酸物質(zhì)的存在會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品白砂糖的色值指標(biāo)升高，使其質(zhì)量等級(jí)下降。目前甘蔗糖廠主要是在澄清工段中通過亞硫酸法或者碳酸法除去非糖分。亞硫酸法是通過加入二氧化硫和石灰作為主要澄清劑去除非糖分的一種清凈工藝，其具有操作簡(jiǎn)單、生產(chǎn)成本低和占地面積小等優(yōu)點(diǎn)，但是亞硫酸法生產(chǎn)出的白砂糖殘留著一定量的含硫物質(zhì)，嚴(yán)重影響產(chǎn)品的質(zhì)量[6]。碳酸法是通過加入二氧化碳和石灰作為主要澄清劑的一種清凈工藝，其清凈效率優(yōu)于亞硫酸法，但是碳酸法存在成本高且對(duì)環(huán)境壓力大的缺點(diǎn)[6]。有研究表明碳酸法和亞硫酸法清凈工藝對(duì)蔗汁中的酚類物質(zhì)去除效率不高[7]，殘余的酚類物質(zhì)會(huì)使糖品色值升高嚴(yán)重影響產(chǎn)品的質(zhì)量。近年來國(guó)內(nèi)外研究者對(duì)蔗汁中酚類色素的去除方法進(jìn)行了研究，如采用微生物生產(chǎn)的生物澄清劑[8]、臭氧脫色[9]、膜分離脫色[10]、和吸附脫色[11,12]等。相較于其他方法，吸附法因?yàn)槠渫顿Y少、實(shí)用性強(qiáng)和操作簡(jiǎn)單等特點(diǎn)被認(rèn)為是最經(jīng)濟(jì)有效的方法[13]。因此，開發(fā)一種新型的高效、環(huán)保和經(jīng)濟(jì)的蔗糖專用澄清劑具有重要的意義。

殼聚糖是幾丁質(zhì)脫乙酰生成的堿性多糖，具有良好的生物相容性、降解性和再生性[14]。殼聚糖分子具有許多活性位點(diǎn)，其中含有大量羥基和氨基反應(yīng)基團(tuán)[15]。因此，殼聚糖及其衍生物通常作為澄清劑用來清除水中的污染物[16]。然而，殼聚糖單質(zhì)在在酸性溶液中穩(wěn)定性差、力學(xué)性能差和吸附效率低等缺點(diǎn)限制了其進(jìn)一步的研究和應(yīng)用。

近年來研究表明沸石具有帶負(fù)電的鋁氧四面體結(jié)構(gòu)和特殊的多孔骨架，且具有多孔道和比表面積大的特點(diǎn)，可以通過物理吸附和離子交換作用對(duì)水中的污染物進(jìn)行吸附，是一種常用的環(huán)境友好型吸附劑[17]。但是未經(jīng)改性的沸石作為吸附劑時(shí)吸附量不高，需要通過改性提高其吸附性能。將殼聚糖和沸石改性結(jié)合，一方面可以有效的利用沸石的多孔骨架作為支撐，克服殼聚糖力學(xué)性能差的缺點(diǎn)；另一方面殼聚糖的引入可以有效增加沸石的比表面積和活性位點(diǎn)，提高其吸附能力，以期開發(fā)出一種高效和環(huán)保的新型蔗糖專用吸附劑。

本研究通過共沉淀法將殼聚糖與沸石結(jié)合制備成改性沸石材料以增強(qiáng)沸石的吸附性能，并考察其對(duì)甘蔗汁中酚酸的吸附效果。由于甘蔗汁中成分復(fù)雜，為了消除其他成分的干擾，采用沒食子酸（甘蔗汁中主要酚類色素物質(zhì)之一）和12%的蔗糖溶液組成模擬甘蔗汁體系，系統(tǒng)的研究殼聚糖改性沸石對(duì)模擬甘蔗汁的酚酸的吸附效果和機(jī)理。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

殼聚糖，脫乙酰度＞85%，浙江一諾生物科技有限公司；沒食子酸，純度＞97%，阿達(dá)瑪斯（adamas）試劑有限公司；白砂糖，一級(jí)，市售；福林酚，西亞試劑有限公司；氫氧化鈉，化學(xué)純，大茂化學(xué)試劑有限公司；鹽酸，化學(xué)純，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；沸石，化學(xué)純，大茂化學(xué)試劑有限公司。

主要儀器：722S型可見光分光光度計(jì)，上海儀電分析儀器有限公司；PHS-3C型pH計(jì)，上海智光儀器儀表有限公司；TS-100B型臺(tái)式恒溫震蕩器，常州光啟試驗(yàn)儀器有限公司；IRAffinity-1s型傅里葉紅外光譜儀，日本津島企業(yè)管理（中國(guó)）有限公司；SU8010型掃描電子顯微鏡，日本日立科技有限公司。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 吸附材料的制備

在50 mL 2%醋酸溶液中加入2 g殼聚糖并通過磁力攪拌器攪拌至完全溶解，配制成濃度為4%（g/mL）的殼聚糖溶液。在100 mL蒸餾水中加入沸石10 g，攪拌10 min后加入配制好的殼聚糖溶液，繼續(xù)攪拌30 min。之后以0.1 mol/L NaOH溶液調(diào)節(jié)溶液pH值至10，調(diào)節(jié)過程中不斷攪拌，并盡可能控制滴速，以避免大體積膠態(tài)沉淀的形成。反應(yīng)結(jié)束后繼續(xù)攪拌30 min。待冷卻至30 ℃后加入10 mL濃度為2.5%的戊二醛，在30 ℃下交聯(lián)24 h。交聯(lián)結(jié)束后通過抽濾得到產(chǎn)品，用蒸餾水將產(chǎn)品的pH值沖洗至7.0左右，最后于60 ℃下烘干得到殼聚糖改性沸石。

1.2.2 酚酸檢測(cè)方法[16]

用分析天平準(zhǔn)確稱取0.110 g±0.001 g一水合沒食子酸標(biāo)品，以12%蔗糖溶液定容至100 mL，配置成1000 μg/mL沒食子酸標(biāo)準(zhǔn)溶液。分別移取1.0 mL、2.0 mL、3.0 mL、4.0 mL、5.0 mL沒食子酸標(biāo)準(zhǔn)溶液至100 mL容量瓶，以蔗糖溶液定容至100 mL，搖勻，配制成10 μg/mL、20 μg/mL、30 μg/mL、40 μg/mL、50 μg/mL的沒食子酸溶液。

用移液管分別移取不同濃度的沒食子酸溶液、蔗糖溶液（作空白對(duì)照用）和待測(cè)液各1 mL于試管中，在每個(gè)試管中分別加入5.0 mL 10%的福林酚試劑，搖勻反應(yīng)3～8 min，加入4.0 mL 7.5%的碳酸鈉溶液，搖勻。室溫放置60 min。用10 mm比色皿，在765 nm波長(zhǎng)下用分光光度計(jì)測(cè)定吸光度，得到12%糖液中沒食子酸標(biāo)準(zhǔn)曲線。

1.2.3 吸附容量的計(jì)算

吸附試驗(yàn)結(jié)束后取出錐形瓶并以濾紙過濾得到濾液，取濾液測(cè)定吸光度后按式（1）計(jì)算吸附容量，按式（2）計(jì)算吸附率。

其中：C0為吸附前酚酸初始濃度，g/L；C為吸附后酚酸初始濃度，g/L；q吸附劑對(duì)酚酸的吸附量，mg/g；V為加入的酚酸蔗糖溶液的體積，L；m為所加入吸附劑的質(zhì)量，g。η吸附劑對(duì)酚酸的吸附率，%。

1.3 沸石和殼聚糖改性沸石表面微觀形貌和紅外光譜表征

掃描電子顯微鏡表征方法：對(duì)沸石和殼聚糖改性沸石材料在進(jìn)行噴金操作后通過掃描電子顯微鏡在不同放大倍數(shù)下觀測(cè)其表面微觀結(jié)構(gòu)。紅外光譜表征方法：利用KBr對(duì)沸石和殼聚糖改性沸石材料壓片后通過紅外光譜儀對(duì)樣品結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征。

1.4 不同因素對(duì)改性沸石吸附酚酸效果的影響

1.4.1 pH對(duì)改性沸石吸附酚酸效果的影響

移取不同pH值（5.0、6.0、7.0、8.0和9.0）的濃度為30 mg/L酚酸蔗糖溶液30 mL，加入至帶膠塞錐形瓶中。分別加入0.03 g改性沸石，于恒溫水浴震蕩器中設(shè)置溫度為30 ℃，震蕩頻率為200 r/min，恒溫震蕩600 min，每個(gè)pH值做三組平行實(shí)驗(yàn)。震蕩結(jié)束后取出錐形瓶并以濾紙過濾得到濾液，取濾液測(cè)定并計(jì)算吸附量和吸附率。

1.4.2 時(shí)間對(duì)改性沸石吸附酚酸效果的影響

配制30、40和50 mg/L的酚酸蔗糖溶液，調(diào)節(jié)pH值至8.0。移取30 mL酚酸蔗糖溶液至帶膠塞錐形瓶中，加入0.03 g改性沸石，于恒溫水浴震蕩器中設(shè)置溫度為30 ℃，震蕩頻率為200 r/min，恒溫震蕩10、20、30、40、50、60、70、90、120、180、240、360、480、600、720和840 min，每個(gè)時(shí)間值做三組平行實(shí)驗(yàn)。震蕩結(jié)束后取出錐形瓶并以濾紙過濾得到濾液，取濾液測(cè)定并計(jì)算吸附量和吸附率。

1.4.3 初始濃度對(duì)改性沸石吸附酚酸效果的影響

配制濃度分別為20 mg/L、30 mg/L、40 mg/L、50 mg/L、60 mg/L和70 mg/L的酚酸蔗糖溶液，調(diào)節(jié)pH值至8.0。移取不同濃度30 mL的酚酸蔗糖溶液至帶膠塞錐形瓶中，加入0.03 g改性沸石，于恒溫水浴震蕩器中設(shè)置溫度為30和50 ℃，震蕩頻率為200 r/min，恒溫震蕩600 min，每個(gè)濃度做三組平行實(shí)驗(yàn)。震蕩結(jié)束后取出錐形瓶并以濾紙過濾得到濾液，取濾液測(cè)定并計(jì)算吸附量和吸附率。

1.5 吸附動(dòng)力學(xué)研究

本文所采用的準(zhǔn)一級(jí)動(dòng)力學(xué)模型見式（3），所采用的準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型見式（4），所采用的顆粒內(nèi)擴(kuò)散模型見式（5）。

式中：qt是時(shí)間t(min）時(shí)刻的吸附量，單位為（mg/g)；qe為平衡時(shí)吸附量，單位為（mg/g)；k1為準(zhǔn)一級(jí)動(dòng)力學(xué)吸附速率常數(shù)，單位為(min-1)；k2為準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)吸附速率常數(shù)g/(mg·min)；kd為顆粒內(nèi)擴(kuò)散速率常數(shù)，單位為mg/(g·min1/2)，c為邊界層的厚度。

1.6 等溫吸附線研究

本文采用的Langmuir等溫吸附方程見式（6），F(xiàn)reundlich等溫吸附方程見式（7）。

1.7 數(shù)據(jù)處理

每個(gè)樣品設(shè)置三個(gè)平行樣測(cè)定和分析，采用Originpro 2018和SPSS 18.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，測(cè)定結(jié)果以平均值和其標(biāo)準(zhǔn)差進(jìn)行表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 改性沸石的表征

2.1.1 紅外光譜表征

紅外光譜是常用的材料表征方法，通過紅外表征可以獲得物質(zhì)分子上的化學(xué)鍵和官能團(tuán)的信息。通過紅外光譜對(duì)沸石和殼聚糖改性沸石進(jìn)行表征，探索改性前后沸石官能團(tuán)的變化，結(jié)果見圖1。殼聚糖的紅外譜圖上，3440 cm-1上的吸收峰是由羥基（O-H)和胺基（N-H2）伸縮震動(dòng)引起的[18]，2920 cm-1上是吡喃糖環(huán)上CH2的震動(dòng)峰。譜圖中在1656 cm-1、1589 cm-1和1389 cm-1上的吸收峰分別是由殼聚糖糖上的NH-C=O、N-H2和C-O-C官能團(tuán)偏振引起的[19]。在沸石的紅外譜圖上，1090 cm-1附近的吸收峰是由Si-O-Si和Al-O-Al鍵的反對(duì)稱伸縮震動(dòng)引起的，3440 cm-1上的特征峰與羥基（O-H)的震動(dòng)有關(guān)[20]。改性后，2973～3679 cm-1上的特征峰（O-H和N-H2)震動(dòng)增強(qiáng)，這是因?yàn)楦男砸氲臍ぞ厶堑臉O性基團(tuán)引起的；沸石改性后在2920 cm-1上出現(xiàn)的CH2的特征峰，是殼聚糖上的CH2OH基團(tuán)的CH2引起的，這些變化都說明改性后殼聚糖成功的接入到沸石上。

圖1 沸石與殼聚糖改性沸石的FT-IR圖Fig.1 FT-IR spectra of zeolites and chitosan modified zeolites

2.1.2 SEM表征

圖2 沸石（Zl）與殼聚糖改性沸石（CS-Zl）的SEM圖Fig.2 SEM of zeolites (Zl) and chitosan modified zeolites(CS-Zl)

掃描電鏡（SEM）是常用的表征物質(zhì)表面微觀形態(tài)的表征方法，圖2為沸石（Zl）和殼聚糖改性沸石（CS-Zl）的SEM結(jié)果。從圖Zl(a)和Zl(b)可知未改性的沸石表面較光滑平整，納米小顆粒較少。CS-Zl(a)和CS-Zl(b)為改性沸石的SEM圖，通過共沉淀法把殼聚糖引入沸石表面后，殼聚糖小顆粒附著在沸石表面上使得改性沸石表面變得粗糙不平。改性后沸石較未改性沸石的表面粗糙，比表面積增加，從而增大了對(duì)酚酸的吸附能力；另一方面沸石表面殼聚糖小顆粒的存在增加了表面羥基和胺基的數(shù)量[21]，從而增強(qiáng)其對(duì)蔗糖溶液中酚酸的吸附能力，這與2.1.1的紅外表征結(jié)果相符。

2.2 不同因素對(duì)改性沸石吸附酚酸效果的影響

2.2.1 pH對(duì)改性沸石吸附酚酸效果的影響

如圖3所示，溶液的pH值對(duì)改性沸石的表面電荷和溶液中酚酸的理化性質(zhì)有著顯著的影響，pH值是研究物質(zhì)吸附性能的重要參考因素之一[22]。如圖3所示pH值從5.0升高到8.0，吸附量從7.78 mg/g上升到33.41 mg/g，吸附率從13.73%提高到67.04%，pH值繼續(xù)提高到9.0，吸附量和吸附率變化都不大。羧基（-COOH）解離常數(shù)（pKa）約為4.3[23]，在pH值為5.0～9.0范圍內(nèi)時(shí)，酚酸中的羧基（-COOH）會(huì)解離并形成帶負(fù)電的-COO-基團(tuán)，同時(shí)殼聚糖改性沸石上的殼聚糖所帶的氨基液會(huì)被質(zhì)子化形成帶正電的NH3+。這些基團(tuán)變化都使得改性沸石與酚酸之間靜電力增強(qiáng)，使得試驗(yàn)中溶液pH值從5.0提高到8.0的過程中吸附量提高，繼續(xù)提高到9.0吸附量變化不大，可能是因?yàn)槲絼┪搅恳堰_(dá)到飽和狀態(tài)。因此，殼聚糖改性沸石對(duì)酚酸的最佳吸附pH值為8.0，后續(xù)的吸附試驗(yàn)選擇pH值為8.0。

圖3 pH對(duì)改性沸石吸附酚酸的影響Fig.3 Effect of pH on adsorption of phenolic acids on Modified Zeolites

2.2.2 時(shí)間對(duì)改性沸石吸附酚酸效果的影響

由表4可知，42個(gè)待評(píng)價(jià)水樣中Ⅰ類水質(zhì)樣本數(shù)為7個(gè)，占總數(shù)量的16.67%；Ⅱ類水質(zhì)樣本數(shù)為11個(gè)，占總數(shù)量的26.19%；Ⅲ類水質(zhì)樣本數(shù)為8個(gè)，占總數(shù)量的19.05%；Ⅳ類水質(zhì)樣本數(shù)為12個(gè)，占總數(shù)量的28.57%；Ⅴ類水質(zhì)樣本數(shù)為4個(gè)，占總數(shù)量的9.52%。優(yōu)于地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)比例約為62%，其余水質(zhì)均較差。由此可知，榆林市礦區(qū)周邊地下水水質(zhì)受到一定的污染。由各因子的權(quán)重W可知，主要的污染因子為NO-3，其次為SO2-4、NO-2，總硬度和TDS受污染較小。

由圖4可知，在不同濃度的酚酸條件下，改性沸石對(duì)酚酸的吸附量和吸附率均隨著吸附時(shí)間的增加而升高。在酚酸濃度為30 mg/L、40 mg/L和50 mg/L的蔗糖溶液中改性沸石達(dá)到吸附平衡時(shí)吸附量分別為22.64 mg/g、28.89 mg/g和33.38 mg/g，吸附率分別為75.49%、72.30%和66.56%，這可能是因?yàn)榉铀崛芤撼跏紳舛容^高時(shí)，溶液中單位體積的酚酸濃度增大，吸附動(dòng)力增加，吸附量增大，但是由于吸附劑吸附位點(diǎn)有限，所以吸附率下降。在前120 min，吸附速率較快，吸附曲線較陡，120～600 min吸附速率變慢，曲線較平緩，600 min后達(dá)到吸附平衡[24]。這是因?yàn)槲介_始時(shí)酚酸濃度較高，改性沸石上吸附位點(diǎn)較多，所以前120 min吸附速率較快。隨著吸附的進(jìn)行，部分酚酸被吸附到改性沸石上，蔗糖溶液中酚酸濃度減少，改性沸石上部分吸附位點(diǎn)被占據(jù)，吸附動(dòng)力減小，所以吸附速率降低，到600 min后達(dá)到飽和，繼續(xù)增長(zhǎng)吸附時(shí)間，吸附量變化不大，吸附平衡時(shí)間為600 min，后續(xù)吸附試驗(yàn)時(shí)間選擇600 min。

圖4 時(shí)間對(duì)改性沸石吸附酚酸的影響Fig.4 Effect of time on adsorption of phenolic acid on Modified Zeolite

2.2.3 初始濃度對(duì)改性沸石吸附酚酸效果的影響

如圖5所示，30 ℃下，溶液中酚酸濃度從20 mg/L提高到70 mg/L的過程中，殼聚糖改性沸石對(duì)酚酸的吸附容量呈現(xiàn)增加的趨勢(shì)，從13.93 mg/g提高到39.14 mg/g；吸附率呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)，從79.64%降低到59.67%。可能是因?yàn)殡S著酚酸濃度的提高，溶液中單位體積的酚酸濃度增大，吸附推動(dòng)力增大，吸附量增大；但是改性沸石吸附位點(diǎn)有限，隨著酚酸初始濃度的提高，吸附平衡后酚酸濃度也在提高，導(dǎo)致了吸附率的下降。溫度從30 ℃提高到50 ℃，吸附量和吸附率升高，這可能時(shí)因?yàn)闇囟壬咭环矫嬗欣诜铀岬碾婋x，提高酚酸的電負(fù)性，使得酚酸與吸附劑之間的靜電力增加；另一方面加速酚酸在溶液中的運(yùn)動(dòng)速度，加速了酚酸與吸附劑的吸附位點(diǎn)的結(jié)合[24]，從而有效提高了吸附量。

圖5 初始濃度對(duì)改性沸石吸附酚酸的影響Fig.5 Effect of initial concentration on adsorption of phenolic acid on Modified Zeolite

2.2.4 吸附動(dòng)力學(xué)研究

吸附動(dòng)力學(xué)是研究吸附過程中吸附容量隨吸附時(shí)間變化的趨勢(shì)曲線，是探索吸附機(jī)理的重要工具。本文使用目前最常用的吸附動(dòng)力學(xué)模型準(zhǔn)一級(jí)動(dòng)力學(xué)、準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)和顆粒內(nèi)擴(kuò)散模型對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析研究。通過2.2.2試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行吸附動(dòng)力學(xué)擬合，擬合結(jié)果見圖6、圖7和表1。

表1 吸附動(dòng)力學(xué)方程擬合參數(shù)Table 1 Fitting parameters of adsorption kinetic equation

表2 等溫吸附線擬合參數(shù)Table 2 Fitting parameters of isotherm adsorption line

圖6 準(zhǔn)一級(jí)動(dòng)力學(xué)（a）和準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)（b）方程擬合Fig.6 Fitting of quasi first order kinetic equation and quasi second order kinetic equation

圖7 顆粒內(nèi)擴(kuò)散方程擬合Fig.7 Fitting of diffusion equation in particles

從圖6和表1可知，酚酸濃度為30、40和50 mg/L的吸附過程準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)方程擬合的相關(guān)系數(shù)（R2）分別為0.985、0.992和0.995，均比準(zhǔn)一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程擬合的相關(guān)系數(shù)（R2）高，且準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)方程擬合的得到的q2e分別為23.36、30.12和34.01 mg/g，與實(shí)際值22.73、28.89和33.38 mg/g更接近，所以準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型更能準(zhǔn)確的描述殼聚糖改性沸石對(duì)蔗糖溶液中酚酸的吸附，表明吸附過程同時(shí)存在著化學(xué)吸附和物理吸附[25]。圖7為顆粒內(nèi)擴(kuò)散動(dòng)力學(xué)方程擬合圖。由圖可知，酚酸在改性沸石上的吸附分為兩段，前半段吸附速率較快，擬合的直線較陡，后半段吸附速率降低，擬合的直線較平緩，顯示出偏離直線的多層線性關(guān)系。結(jié)果表明吸附過程中存在著顆粒內(nèi)擴(kuò)散，但是內(nèi)擴(kuò)散并不是影響吸附速率的唯一因素[26]。

2.2.5 等溫吸附線研究

通過等溫吸附線模型的擬合可以進(jìn)一步揭示改性沸石對(duì)蔗糖溶液中酚酸的吸附機(jī)理。本文采用目前最常用的Langmuir和Freundlich等溫吸附模型[27]進(jìn)行研究。通過2.2.3的試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行等溫吸附線擬合，得到結(jié)果見表2。如表2所示，Langmuir的擬合方程的相關(guān)系數(shù)（R2）比Freundlich的大，Langmuir等溫吸附模型更能準(zhǔn)確的解釋酚酸在改性沸石上的吸附過程。酚酸在殼聚糖改性沸石通過單層吸附進(jìn)行吸附[28]。通過參數(shù)qm可知提高溫度有利于提高吸附量，說明升溫有利于吸附的進(jìn)行，這與試驗(yàn)結(jié)果相符合。Freundlich方程式的的特征常數(shù)n越大，代表吸附劑的吸附性能越好[29]。表2中n＞2，說明改性沸石可以很好的對(duì)酚酸進(jìn)行吸附。kF越大，代表吸附改性沸石對(duì)酚酸的吸附能力越強(qiáng)，表中溫度提高，kF隨著增大[2]，說明升溫有利于增強(qiáng)改性沸石的吸附性能，與試驗(yàn)結(jié)果相符。

3 結(jié)論

蔗汁中酚類物質(zhì)在制糖過程中會(huì)形成深色的色素物質(zhì)，使得成品糖的色值升高，降低產(chǎn)品的品質(zhì)。本試驗(yàn)以殼聚糖和沸石為原料，通過共沉淀法制備殼聚糖改性沸石，使用掃描電鏡和紅外光譜對(duì)改性沸石進(jìn)行表征，以殼聚糖改性沸石對(duì)蔗糖溶液中的酚酸進(jìn)行了吸附研究。掃描電鏡結(jié)果顯示殼聚糖改性沸石相較沸石表面更粗糙，紅外光譜顯示改性后復(fù)合材料基團(tuán)發(fā)生了改變，表征結(jié)果證明殼聚糖成功的負(fù)載到了沸石上。吸附試驗(yàn)結(jié)果表明殼聚糖改性沸石對(duì)酚酸的吸附量達(dá)到了33.41 mg/g，改性沸石對(duì)蔗糖溶液中酚酸吸附的最佳pH值為8.0，時(shí)間為600 min；吸附過程符合準(zhǔn)二級(jí)吸附動(dòng)力學(xué)方程和Langmuir等溫吸附模型。本研究對(duì)于改性沸石在甘蔗汁中酚酸吸附處理具有一定的實(shí)際意義。