刘静娜， 庄远红

(闽南师范大学 生物科学与技术学院， 福建 漳州 363000)

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

西瓜皮，市售西瓜取皮。

亚硝酸钠，新乡市中信化工助剂有限公司；对氨基苯磺酸，武汉顶辉化工有限公司；盐酸萘乙二胺，上海谱振生物科技有限公司；盐酸，重庆市华东化工有限公司；氢氧化钠，上海苏科化工有限公司。

1.2 仪器与设备

HQY- C型恒温振荡摇床，金坛市鸿科仪器厂；1510型全波长酶标仪，Thermo Fisher Scientific公司；AR124W型电子天平，奥豪斯仪器(上海)有限公司；EL20型pH计，梅特勒- 托利多仪器(上海)有限公司；LG- 0.2型真空冷冻干燥机，沈阳航天新阳速冻设备制造有限公司；RE- 301型旋转蒸发仪，巩义市予华仪器有限责任公司；FW100型高速万能粉碎机，天津市泰斯特仪器有限公司；胶体磨，郑州玉祥食品机械有限公司。

1.3 实验方法

1.3.1西瓜皮IDF的制备

提取工艺流程[9]：新鲜西瓜皮去掉瓤组织并刮掉绿色皮表，切碎，经胶体磨破碎后与体积分数50%～60%乙醇按料液比(g/mL)1∶1混合，于85 ℃水浴60 min；过滤后，滤渣加8倍体积去离子水，用HCl调节pH值至2，在85 ℃水浴处理1～2 h；过滤后，滤渣加10倍体积去离子水，用NaOH调节pH值至12，在40 ℃水浴1 h；用300目尼龙纱布过滤，滤渣用去离子水洗至中性后，加5～8倍体积水，用HCl调节pH值至2，80 ℃水浴1～2 h；过滤，滤渣用去离子水洗至中性，冻干后，得到IDF。

1.3.2西瓜皮HCl-IDF的制备

西瓜皮IDF与体积分数10% HCl按料液比(g/mL)1∶10混合，80 ℃水浴处理1.5 h，过滤后，滤渣用去离子水洗至中性，冻干后即为HCl-IDF。

q=(ρ0-ρ)V/W；

(1)

η=(ρ0-ρ)×100%/ρ0。

(2)

1.3.5吸附动力学相关方程式

准一级吸附动力学方程见式(3)，准二级吸附动力学方程见式(4)。

(3)

(4)

式(3)、式(4)中，qe、qt分别为吸附平衡及t时刻的吸附量，mg/g；t为吸附时间，min；K1为准一级吸附速率常数，1/min；K2为准二级吸附速率常数，g/(mg·min)。

Van’t Hoff方程见式(5)。

lnK=ΔS/R-ΔH/RT。

(5)

式(5)中，K为吸附分配系数，L/g；R为气体常数，8.314 J/(mol·K)；T为热力学温度，K；ΔH为吸附焓变，kJ/mol；ΔS为吸附熵变，J/(mol·K)。ΔH和ΔS可通过式(5)的截距和斜率计算得到。

Langmuir与Freundlich吸附等温方程见式(6)、式(7)。

(6)

(7)

1.4 数据处理

采用Excel对数据进行分析与处理。所有实验均进行3次平行实验，数据以means±SD表示。

2 结果与分析

2.1 盐酸改性对吸附效果的影响

表1 IDF与HCl-IDF对的吸附效果

2.2 pH值与吸附效果的关系

图1 pH值对吸附效果的影响Fig.1 Effect of pH on adsorption of

2.3 HCl-IDF添加量与吸附效果的关系

图2 HCl-IDF添加量对吸附效果的影响Fig.2 Effect of HCl-IDF addition on adsorption of

2.4 初始质量浓度与吸附效果的关系

图初始质量浓度对吸附效果的影响Fig.3 Effect of initial concentration on adsorption of

2.5 吸附时间与吸附效果的关系及动力学分析

图4 吸附时间对吸附效果的影响Fig.4 Effect of adsorption time on adsorption of

表2 Langergren准一级、准二级动力学拟合参数

2.6 温度与吸附效果的关系及热力学分析

图5 温度对吸附效果的影响Fig.5 Effect of temperature on adsorption of

吉布斯自由能变化ΔG、熵变ΔS、焓变ΔH是常用的3个判断吸附过程是否自发进行的热力学参数，可由Van’t Hoff关系式及Gibbs方程通过温度对吸附平衡的影响数据计算得到。根据实验数据，按照式(5)对lnK和1/T的关系进行拟合计算，其结果见表3。

2.7 吸附等温线的拟合分析

表3 HCl-IDF对的吸附热力学参数

pH值2.5，HCl-IDF添加量12.5 g/L，振荡温度328 K。图6 不同初始质量浓度和吸附时间对吸附量 的影响Fig.6 Adsorption amounts of at different initial concentrations and adsorption time

3 结 论

表4 等温吸附模型拟合参数

振荡温度328 K。

研究表明多种膳食纤维均对亚硝酸盐有良好的吸附作用[5-6]，但多仅限于吸附量的测定。本研究通过HCl改性IDF以提高吸附性能，并对亚硝酸盐的吸附条件用动力学方程进行拟合，探讨了吸附的机理，为后续进一步的应用提供了理论基础。