戴传波，李建桥

（1.吉林化工学院，吉林吉林，132022；2.吉林大学地面机械仿生技术教育部重点实验室，吉林长春130025）

阴离子交换树脂的粒径和吸附时间对植酸吸附容量的影响

戴传波1，李建桥2，*

（1.吉林化工学院，吉林吉林，132022；2.吉林大学地面机械仿生技术教育部重点实验室，吉林长春130025）

717型阴离子交换树脂的粒径大小和吸附时间长短对植酸在该树脂上的吸附容量有很大影响。通过离子交换的吸附实验，测定植酸在717型阴离子交换树脂上的吸附数据，利用统计分析理论对实验结果进行分析，得出了植酸吸附容量同阴离子交换树脂的粒径与吸附时间之间的统计分析模型和三维曲面图，并确定直径≤20目的阴离子交换树脂进行吸附实验的实验效果较好。

阴离子交换树脂，植酸，统计分析

Abstract：The effect of particle diameter and adsorption time of 717 anion exchanges resin on the adsorption capacity of phytin acid was very greatly.Through the experiment of anion exchanges the resin and adsorb，the absorb data of phytin acid in the 717 anion exchanges the resin was measured.Making use of statistical analysis，the analysis model and three dimensional graph was obtained.The result showed that the diameter≤20 was better.

Key words：anion exchanges resin；phytin acid；statistical analysis

利用酒精或淀粉生产过程中产生大量的废水，回收利用废水中的植酸，用来生产工业品植酸或植酸钠［1］，在生产实践中具有重要的实际意义。实验发现，废水中的植酸在阴离子交换树脂［2］上的吸附容量［3］和离子交换树脂的粒径与吸附时间之间存在定量关系，利用统计分析法［4］建立模型，结合实验具体情况确定离子交换树脂的粒径和吸附时间。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

0.5 mol/L的植酸溶液 当阳市三鑫生物工程有限责任公司。

717型阴离子交换树脂 杭州荣振化工有限公司；筛网 10、20、30、40 目；500mL 容量瓶；FT20 型分析天平。

1.2 实验方法

将717型离子交换树脂分别用筛网筛成粒径为10、20、30、40 目（换算关系如表 1）的颗粒。将筛好的阴离子交换树脂分别用去离子水浸泡一段时间后，分别装入离子交换柱中，装柱时注意不应使树脂层中含有气泡，以避免影响传质交换的效果，进而对所测数据产生影响。

表1 筛网目数与直径的对照表

然后在常温下通入0.5mol/L的植酸溶液进行离子交换，按测定离子交换树脂容量的方法［5］测定不同时间段内各种粒径离子交换树脂的吸附容量。

2 结果与分析

2.1 吸附模型的建立

根据实验步骤测取不同粒径的树脂颗粒在不同时间下的交换量，结果见表2。

根据表2中数据，采用Statitica统计分析软件进行非线性参数估计，建立统计分析模型［6-8］，计算回归方程。

设q=b1+b2×tb3+b4×sb5

为曲面方程，则由表2中的数据回归可得：

表2 交换量与树脂颗粒大小及时间关系的实验数据（meq/g干树脂）

方程的相关系数为R=0.97856744，显著度水平a=0.05，即方程的置信度为95%。于是可得到：

式中：q-交换量（meq/g干树脂）；t-时间（min）；s-颗粒尺寸（mm）。

根据式（1）计算出树脂交换量与时间和树脂尺寸的关系曲面如图1所示。从图1中可以看出，时间相同时，离子交换树脂的粒径越小，显示的交换容量就越大。粒径相同时，离子交换进行的时间越长，交换容量就越大。

图1 交换量与时间及树脂颗粒大小关系曲面图

2.2 交换时间对交换量的影响

根据式（1），在相同粒径的离子交换树脂条件下，计算出树脂交换量与时间的关系如图2所示。图2中的点为实测值，曲线为计算值。

图2 交换量与时间关系曲线

在图2中，对于相同粒径的离子交换树脂，其树脂交换量随交换时间的增长而增大。当交换时间逐渐增长的时候，树脂交换量的变化越来越小，曲线趋于平缓。从图2可以看出，吸附时间15min后即趋于平衡。

2.3 树脂颗粒大小对交换量的影响

在相同时间条件下，根据式（1）计算出树脂交换量与粒径的关系如图3所示。图3中的点为实测值，曲线为计算值。

图3 交换量与树脂颗粒大小关系曲线

在图3中，在相同时间条件下，树脂交换量随颗粒粒径的增大而减小。当树脂粒径在大于1.0～1.2mm后，树脂的交换量随粒径的变化逐渐趋缓。

根据上述分析结果，在实验中选择小粒径的阴离子交换树脂进行实验，这样可以得到令人更加满意的效果。但生产实践中，全部选择小粒径的阴离子交换树脂的可能性很小。为了与生产实践相吻合，可以选择直径≤20目的阴离子交换树脂进行吸附，这样既可以获得较大的吸附容量，又可以避免树脂柱堵塞，有利于工业化生产的顺利进行。

3 结论

本文通过717型阴离子交换树脂离子交换的吸附实验，测定了植酸在717型阴离子交换树脂上的吸附数据，利用统计分析理论对树脂的粒径大小和吸附时间长短与吸附容量的实验结果进行了分析，得出了植酸吸附容量同阴离子交换树脂的粒径与吸附时间之间的统计分析模型和三维曲面图，并确定直径≤20目的阴离子交换树脂进行吸附实验的实验效果较好。

［1］戴传波，李建桥，李健秀.植酸制取的研究进展［J］.食品工业科技，2007（2）：239-241.

［2］戴传波，李建桥，李健秀.由玉米浸渍水生产植酸的研究［J］.食品工业科技，2004（11）：132-136.

［3］L E Vanatta，D E Coleman，R W Slingsby.Low-level calibration study for a new ion chromatographic column to determine borate in deionized water［J］.Journal of Chromatography A，1999（7）：107-117.

［4］于秀林，任雪松.多元统计分析［M］.北京：中国统计出版社，1999：243-249.

［5］王方.离子交换树脂标准手册［M］.北京：中国标准出版社，2003：77-80.

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［8］Simon Ballance，Synnøve Holtan.Application of highperformance anion-exchange chromatography with pulsed amperometric detection and statistical analysis to study oligosaccharide distributions-a complementary method to investigate the structure and some properties of alginates［J］.Journal of Chromatography A，2005，1093：59-68.

Effect of particle diameter and adsorption time of anion exchanges resin on the adsorption capacity of phytin acid

DAI Chuan-bo1，LI Jian-qiao2，*
（1.Jilin Institute of Chemical Technology，Jilin 132022，China；2.The Key Laboratory for Terrain-Machine Bionics Engineering，Ministry of Education，Jilin University，Changchun 130025，China）

TS201.1

A

1002-0306（2010）10-0116-03

2009-10-14 *通讯联系人

戴传波（1972-），男，教授，博士，主要从事农产品加工方面的研究。

吉林省自然科学基金资助项目（20000146）。