对羟基苯甲酸酯（精选5篇）
对羟基苯甲酸酯 篇1
摘要：目的 探讨对羟基苯甲酸酯对人角质形成细胞(HaCat)的毒作用。方法 采用人角质形成细胞株,分别用对羟基苯甲酸甲酯、乙酯、丙酯、丁酯作用72h,通过MTT比色法测定其对细胞增殖活力的影响。结果 对羟基苯甲酸甲酯、乙酯在200μg/ml时吸光度值明显减小(P<0.05);丙酯、丁酯从25μg/ml开始吸光度值亦明显减小(P<0.05),且随剂量的增加,吸光度值也越来越小。呈现明显的剂量—效应关系。从增殖率来看,随剂量增加,甲酯、乙酯、丙酯、丁酯的增殖率逐渐下降,从50μg/ml开始,增殖率由大到小依次为甲酯、乙酯、丁酯、丙酯。结论 对羟基苯甲酸酯类在一定的剂量具有明显的细胞毒作用,毒性最大的为对羟基苯甲酸丙酯,毒性最小的为对羟基苯甲酸甲酯。
关键词：对羟基苯甲酸酯,防腐剂,人角质形成细胞株
对羟基苯甲酸酯类物质(parabens),又名尼泊金酯,包括甲酯、乙酯、丙酯、丁酯等,是目前世界上用途最广、用量最大、使用频率最高的防腐剂。广泛用于日用化工、医药、食品、化妆品、胶片、造纸、印刷、塑料加工等诸多领域。目前,化妆品中允许使用的防腐剂多达60种以上,过量使用防腐剂可引起过敏性皮炎和接触性皮炎,包括目前使用最广泛、最安全的对羟基苯甲酸酯也同样可引起接触性皮炎。人们对对羟基苯甲酸酯类物质的细胞毒性尤其是对人表皮细胞的毒性作用的研究报道不多。我们选用了人角质形成细胞株(HaCat)进行对羟基苯甲酸酯类的细胞毒性研究。
1 材料与方法
1.1 人角质形成细胞
人角质形成细胞株购自中国典型培养物保藏中心。
1.2 主要试剂
对羟基苯甲酸甲酯(methyl paraben,MP,北京化学试剂公司)、对羟基苯甲酸乙酯(ethylparaben,EP,北京化学试剂公司)、对羟基苯甲酸丙酯(n-propylparaben,PP,北京化学试剂公司)、对羟基苯甲酸丁酯(n-bury lparaben,BP,北京化学试剂公司)、含酚红DMEM培养液(Hyclone)、胎牛血清(Hyclone)、四甲基偶氮噻唑蓝(MTT,sigma)等。
1.3 主要器材
96孔细胞培养板(Costor)、Heraeus CO2孵箱、SW-CJ-2F(A)双人单面净化工作台、Bio-rad Model 550型酶标仪、XDS-1实验室倒置显微镜、血球计数板等。
1.4 方法
1.4.1 人角质形成细胞系的维持
人角质形成细胞培养在含10%胎牛血清的DMEM培养基中(含100 U青霉素、100 U链霉素/ml),在37 ℃、5% CO2、100%湿度下培养。以后每二三天换液1次,当细胞长至70%～80%时传代。用含0.25%胰酶、0.02% EDTA的消化液消化传代。
1.4.2 角质形成细胞的增殖试验[1]
将常规培养角质形成细胞消化80%融合的单层培养细胞,接种于96孔培养板,细胞浓度为2×104个/ml,每孔加0.1 ml。预培养24 h后,弃去陈旧培养基,每孔加0.2 ml完全培养基,内含终浓度为3.125、6.25、12.5、25、50、100、200 μg/ml MP、EP、PP、BP进行染毒。以DMEM培养基为溶剂对照。各组均设4个平行样,分别检测72 h的细胞增殖情况,终止作用前各孔加20 μl MTT(5 g/L),继续培养4 h,弃上清,加180 μl 二甲亚砜(DMSO)溶解,震荡10 min后,在酶标仪上于570 nm处检测各孔吸光度(A)值。计算平均A值和增殖率(prolieration rate,PR)。
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1.5 统计学分析
采用SPSS 11.0统计软件对结果进行分析,组间均数的比较采用单因素方差分析和t检验。以P<0.05为差异有统计学意义。
2 结果
2.1 对羟基苯甲酸酯类对A值的影响
由表1可见,MP、EP在200 μg/ml时A值明显减小,P<0.05;PP、BP从25 μg/ml开始A值亦明显减小(P<0.05),且随剂量的增加,A值也越来越小。说明对角质形成细胞增殖的抑制作用也显著增大,呈现明显的剂量—效应关系(RMP=0.977,REP=0.937,RPP=0.87,RBP=0.882,P值均小于0.01)。
注:MP—对羟基苯甲酸甲酯,EP—对羟基苯甲酸乙酯,PP—对羟基苯甲酸丙酯,BP—对羟基苯甲酸丁酯。各剂量组与对照组比较,*P<0.05。
2.2 对羟基苯甲酸酯类对增殖率的影响
表2显示,随剂量增加,MP、EP、PP、BP的增殖率逐渐下降,从50 μg/ml开始,增殖率由大到小依次为MP、EP、BP、PP。
注:MP—对羟基苯甲酸甲酯,EP—对羟基苯甲酸乙酯,PP—对羟基苯甲酸丙酯,BP—对羟基苯甲酸丁酯。
3 讨论
化妆品中由于添加了大量营养物质,极易成为微生物繁殖的培养基,因此,在化妆品生产、使用和保存中,为抑制细菌的生长繁殖,在产品中加入一定量的防腐剂,防止微生物造成的腐败变质,从而延长保存期。产品中添加适量的防腐剂可防止变质,延长保质期,但过量添加会对人体产生一定的毒性。对羟基苯甲酸酯类物质,因其低毒、非挥发性、良好的杀菌能力和稳定性,而被作为防腐剂广泛用于包括发用产品、护肤产品、洗面奶、淋浴露、粉类用品、胸部用品、唇膏、香水等等化妆品中[2]。我国《化妆品卫生规范》中规定对羟基苯甲酸酯类防腐剂在化妆品中单一酯的最高限量为0.4%,混合酯为0.8%[3]。但化妆品中防腐剂的超标情况时有发生[4]。由于人们对美的追求,涂在脸上、身上的化妆品越来越多,皮肤接触的防腐剂在种类、数量上也越来越多。多种化学物质混合在一起,对人体的伤害可能会更大,应引起我们足够的重视。
角质形成细胞是人类表皮的主要细胞,占表皮细胞的80%以上,具有许多重要的生物学功能。本次研究正是选用此种细胞来观察对羟基苯甲酸酯类对其细胞毒性作用。结果显示,甲酯、乙酯在200 μg/ml时A值明显减小(P<0.05);丙酯、丁酯从25 μg/ml开始A值亦明显减小(P<0.05),且随剂量的增加,A值也越来越小。说明对角质形成细胞增殖的抑制作用也显著增大,呈现明显的剂量-效应关系。从增殖率来看,随剂量增加,甲酯、乙酯、丙酯、丁酯的增殖率逐渐下降,从50 μg/ml开始,增殖率由大到小依次为甲酯、乙酯、丁酯、丙酯。说明毒性最大为对羟基苯甲酸丙酯,毒性最小为对羟基苯甲酸甲酯。
本次研究丰富了对羟基苯甲酸酯类的毒性尤其是皮肤细胞毒性的资料,使我们更进一步地了解对羟基苯甲酸酯类物质。为研究多种防腐剂的混合毒性作用奠定基础。
参考文献
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对羟基苯甲酸酯 篇2
苯甲酸及苯甲酸钠盐可用作防腐剂,但有一定毒性,而其衍生物对羟基苯甲酸酯的毒性比苯甲酸及苯甲酸钠盐低得多,且pH值应用范围广,在pH值为4～8时,其抑菌作用基本不受pH值的影响,对霉菌、酵母、细菌有广泛的抗菌作用,因此,对羟基苯甲酸酯衍生物类的抑菌性能的研究已引起了重视[1,2]。赵希荣等[3]用具有表面活性且有一定抗菌性能的天然高分子壳聚糖,与对羟基苯甲酸进行酯化得到对羟基苯甲酸壳聚糖酯,并对其抑菌性能进行了研究。目前,皮革防霉剂特别是绿色皮革防霉剂的研究已得到了关注[4,5,6,7,8]。基于此,本文用对羟基苯甲酸及环氧氯丙烷,十二烷基二甲基叔胺为原料,合成了一种新型的绿色对羟基苯甲酸酯三烷基季铵盐阳离子表面活性剂,并对其结构和性能作了必要表征,重点研究了它在皮革中的防霉效果,因黑霉菌是皮革中常见的霉菌,因而选黑霉菌作为共试菌种。
2 实验部分
2.1 仪器和材料
傅立叶红外光谱仪(IRPrestige—21)岛津制作所;接触角测定仪,OCAH 200型(SC20软件),德国Data physics;恒温振荡器,fuhe SHA-CA,金坛市富华仪器有限公司;净化工作台,四川海维特科技有限责任公司;立式自动电热压力蒸汽灭菌器,LDZX-40H型,上海申按医疗器械厂;电热恒温培养箱,DHP-9272型,上海一恒科技有限公司;PE-40元素分析仪,美国PE公司;对羟基苯甲酸、环氧氯丙烷、N,N-十二烷基二甲基叔胺、无水乙醚、异丙醇均为分析纯。
2.2 实验
2.2.1 表面活性剂的合成
按照对羟基苯甲酸、环氧氯丙烷、十二烷基二甲基叔胺物质的质量比为1∶1∶1的比例,以异丙醇为相转移催化剂,在75～80℃温度下,N2气保护,恒温反应12 h,经无水乙醚纯化,得到产品。其反应如反应式1。
2.2.2 红外光谱的测定
用涂抹法,在傅立叶红外光谱仪上测定对羟基苯甲酸酯三烷基季铵盐阳离子表面活性剂红外光谱图。
2.2.3 表面张力的测定
采用悬滴法测定表面活性剂的表面张力。用动态接触角测定仪的OCAH 200型(SC20软件)按照要求准确配制0.01%的表面活性剂溶液,放置使其完全溶解平衡,于(25±0.1)℃测其表面张力。
2.2.4 起泡力的测定
将所制备的表面活性剂配制成质量分数为0.5%的溶液,在40℃水浴中恒温0.5 h后,取待测液7.5 m L置于50 m L具塞量筒中,上下振荡具塞量筒20次,记录溶液的泡沫体积;放置30min后再记录溶液的泡沫体积,由泡沫体积的大小及泡沫稳定的时间来衡量表面活性剂的起泡力。
2.2.5 Kraff点的测定
参照文献[9]的方法进行测定。测定时使用质量分数为1%的对羟基苯甲酸酯三烷基季铵盐阳离子表面活性剂。
2.2.6 皮革防霉实验
按文献[10]完成防霉实验研究。
3 结果及讨论
3.1 红外光谱分析
从图1可以看出:3204 cm-1处为缔合OH基团伸缩振动峰;2934 cm-1、2850 cm-1附近的两个强吸收峰分别是饱和甲基和亚甲基峰的伸缩振动峰,这是三烷基甲基型阳离子表面活性剂的结构特征;1706 cm-1处为羰基伸缩振动峰;1463 cm-1处是季铵根的特征吸收峰;1270 cm-1处是酯基伸缩振动峰;1097 cm-1处是C-N伸缩振动峰。而谱图中不存在911cm-1、851 cm-1的环氧键特征吸收峰,说明环氧键消失。故可定性确定该化合物是目标产物。
3.2 元素分析
更进一步地,从表1可以发现,产物的C、H、O、N元素含量表明,其元素含量与对羟基苯甲酸酯三烷基季铵盐阳离子表面活性剂的结构相符。与红外光谱分析结果一致。
3.3 表面活性剂的性能表征
该表面活性剂具有较低的起泡性,泡沫初始体积44 m L,稳定时间0.5 min,泡沫稳定体积2.5m L,在质量分数0.01%时其表面张力为64.2 m N/m,说明该表面活性剂有较好的表面活性。
3.4 Krafft点的测定
配制质量分数为1%对羟基苯甲酸酯三烷基季铵盐阳离子表面活性剂水溶液,然后放入冰水混合液中逐渐冷却,直至0℃,体系始终透明。因此,该表面活性剂的Krafft点<0℃,说明表面活性剂有较强的亲水性[10]。
3.5 表面活性剂皮革防霉实验
由图2可看出,质量分数为1%的对羟基苯甲酸酯季铵盐抑菌圈直径达到3.80 cm,质量分数为2.0%的对羟基苯甲酸酯季铵盐抑菌圈直径达到5.83cm,说明其防霉效果比较明显,随表面活性用量增加,抑菌圈直径增加显著,对于皮革防霉或防腐有一定的应用价值。
4 结论
(1)以对羟基苯甲酸为原料合成了对羟基苯甲酸酯三烷基季铵盐阳离子表面活性剂,通过元素分析及元素分格对其进行了必要的结构表征,证明了合成产物是所希望的结构。
(2)该表面活性剂有较低的起泡性,有较强的表面活性和亲水性。
(3)该表面活性剂防霉效果较好,原料易得,合成方式简捷,且对于绿色皮革防霉的开发有参考意义。
摘要：合成了一种新的阳离子表面活性剂对羟基苯甲酸酯季铵盐。用红外光谱及元素分析表征了合成产物结构特征。研究表明:表面活性剂质量分数0.01%时,其表面张力为64.2mN/m,该表面活性剂有较好的表面活性。表面活性剂用于皮革防霉实验表明:表面活性用量增加,防霉效果增加明显,质量分数为2.0%时抑菌圈直径达到5.83cm。
关键词：对羟基苯甲酸,阳离子表面活性剂,合成,皮革,防霉
参考文献
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对羟基苯甲酸酯 篇3
1 测定方法
1.1 仪器和试剂
GC102AT气相色谱仪 (购自:上海仪电分析仪器有限公司, 配备热导检测器TCD, 填充柱柱上进样) ;氮吹仪 (购自:北京众汇成恒科技有限公司) ;旋转蒸发仪 (购自:北京莱伯泰科仪器股份有限公司) ;精密移液器 (购自:北京桑翌实验仪器研究所) , 以及其他一些实验室常备器材。
对羟基苯甲酸丙酯以及对羟基苯甲酸乙酯和对照品, 均购自上海纯优生物科技有限公司, 含量≥99.%;去离子购自水苏州新能膜材料科技有限公司;乙醚、正乙烷、无水乙醇均购自上海时代生物科技有限公司, 其中无水乙醇为色谱纯, 乙醚和正乙烷均为优级纯, 其余试剂均为分析纯。
1.2 方法
首先, 配置测定所需标准储备液。准确称取0.0503g对羟基苯甲酸丙酯以及0.0507g对羟基苯甲酸乙酯, 用无水乙醇溶液溶解并定容至刻度, 混匀待用。准确称取5.00g样品于试管中, 利用盐酸予以酸化, 用饱和氯化钠溶液溶解并定容至刻度, 均质打碎样品, 振荡30.0min, 转移至50m L具塞塑料离心管离心待用。准确移取待测液5.0m L至硅藻土固相萃取柱上, 静置使之吸附5min, 用10m L正己烷淋洗, 弃去流出液, 再用6×5m L二氯甲烷洗脱, 将洗脱液用无水硫酸钠过滤后于30℃下旋至近干, 加乙酸乙酯定容至5.0m L, 混匀, 待测。
2 测定结果
2.1 标准曲线
利用精密移液器分别移取对羟基苯甲酸丙酯和对羟基苯甲酸乙酯和标准溶液1mg/m L, 利用无水乙醇予以稀释, 进样1μL, 得出标准曲线方程和相关系数, 具体结果如表1、2所示:
注:x为浓度, y为峰面积。
2.2 实际样品测定值和结论比较分析
取实际样品5.00g, 榨菜丝为对羟基苯甲酸酯阴性样品, 豆瓣酱对羟基苯甲酸丙酯阳性样品, 然后测定对羟基苯甲酸酯具体含量。最终结果如表2所示:
3 讨论
有关食品安全的检测技术及应用中, 气相色谱技术是十分重要的技检测术之一。气相色谱法是色谱法的一种。色谱法中有两个相, 一个相是流动相, 另一个相是固定相。如果用液体作流动相, 就叫液相色谱, 用气体作流动相, 就叫气相色谱。气相色谱法由于所用的固定相不同, 可以分为两种, 用固体吸附剂作固定相的叫气固色谱, 用涂有固定液的担体作固定相的叫气液色谱。
气相色谱技术具有一些明显的应用优点:
1) 分离效率高。复杂混合物, 有机同系物、异构体, 手性异构体。
2) 灵敏度高。可以检测出μg.g-1 (10-6) 级甚至ng.g-1 (10-9) 级的物质量。
3) 分析速度快。一般在几分钟或几十分钟内可以完成一个试样的分析。
4) 应用范围广。适用于沸点低于400℃的各种有机或无机试样的分析。
本研究最终结果显示, 在50~800 (μg/ml) 浓度范围内, 对羟基苯甲酸丙酯的线性相关系数为0.9997, 加标回收率为94.30%~102.11%, 相对标准偏差为2.83%。对羟基苯甲酸乙酯的线性相关系数则为0.9992, 加标回收率为89.95%~98.35%, 相对标准偏差3.29%。即提示, 利用气相色谱法测对食品中的对羟基苯甲酸酯类防腐剂含量进行检测, 可以获得良好的效果。
参考文献
对羟基苯甲酸酯 篇4
关键词：P (3HB-co-4HB) ,结晶形态,增塑剂,力学性能
聚羟基脂肪酸酯 (PHA) 是通过发酵技术获得的脂肪族聚酯, 它不仅具有与通用塑料聚丙烯相似的物理特性, 还具有生物降解性和生物相容性, 无论是在医学上作长效药物缓释载体, 还是在环保方面替代非降解塑料减少环境污染, 都有广阔的应用前景[1]。
生物合成法制备的聚3-羟基丁酸酯 (PHB) 是一种手性高分子材料, 其分子结构具有高度的规整性, 可以在一定的结晶温度范围内长成环带球晶, 而且其消光花样十分清晰[2], 徐军等[3,4]研究PHB环带球晶形貌时, 还观察到球晶上消光环带和同心环线共存。随着P (3HB-co-4HB) 合成成本的降低, 它的应用引起人们的关注。因此, 对其球晶形态以及影响其结晶性能、力学性能因素等问题进行深入的研究是有实际意义的。
本文采用溶剂成膜法制备P (3HB-co-4HB) 薄膜样品, 选取3种不同的增塑剂 (DOP、甘油、环氧大豆油) , 通过偏光显微镜观察球晶形态及生长过程。研究温度、增塑剂等对样品结晶性能的影响。通过电子拉力机研究增塑剂对其力学性能的影响。
1 实验部分
(1) 实验原料P (3HB-co-4HB) (4HB摩尔含量为5%) 天津国韵生物科技有限公司;氯仿 (分析纯) 天津市北方天医化学试剂厂;无水乙醇 (分析纯) 天津市江天化工技术有限公司;增塑剂DOP、甘油、环氧大豆油 (ESO) 均为市售。
(2) 实验仪器偏光显微镜 (附带数码相机) XPR-500D上海蔡康光学仪器有限公司;电子拉力试验机ZWK1320-2新三思材料检测仪器有限公司;电磁平板硫化仪XLB-DC株洲时代机电设备有限公司;45吨成型压力机SL-45国营青岛化工机械厂;电热真空干燥箱DZG-403天津市天宇实验仪器公司。
(3) 原料的提纯及样品的制备 (1) 原料提纯。将P (3HB-co-4HB) -5分别溶解于三氯甲烷和无水乙醇中, 经过搅拌, 除去有机杂质。再将样品溶于氯仿溶剂中, 电磁搅拌2-3h, 待聚合物完全溶解后, 倒至培养皿中, 放置1-2d, 溶剂挥发成膜。 (2) 样品的制备。采用熔融模压法在150℃下, 将P (3HB-co-4HB) -5样品置于45吨成型压力机上预热3min, 加压力120MPa, 在此压力下5min, 然后在25吨平板硫化仪上冷压3min后取出, 制得厚度为1mm的片材。
2 测试与表征
(1) 偏光显微镜 (POM) 分析采用偏光显微镜, 将纯的以及添加增塑剂的P (3HB-co-4HB) -5样品置于盖玻片 (上下两层) 内, 加热至190℃, 停留2min, 迅速放到指定结晶温度进行等温结晶, 结晶2h取样, 观察结晶速率及形态。
(2) 力学性能的测试将被测样品在恒温恒湿箱存放24h后进行力学性能测试。用电子拉力机参照GB/T1040-1992测定拉伸强度, 形变速率为50mm/min。
3 结果与讨论
3.1 结晶温度对结晶形态的影响
P (3HB-co-4HB) -5呈现明显球晶, 球晶中存在明暗相间的消光环带和同心环线。同心环线只出现在较高温度, 结晶温度低时消失。
3.2 增塑剂对结晶形态的影响
如图1所示, 加入增塑剂后, 球晶尺寸变小, 晶界面不明显, 其中ESO效果最好。这是由于DOP和ESO与P (3HB-co-4HB) 的结构相似, 可产生溶剂化作用和增大分子间距的两种作用, 既能插入到聚合物的无定形区域, 又能插入结晶区域, 使得球晶间界面消失, 晶粒尺寸减小。而甘油与P (3HB-co-4HB) 相容性较差, 只能插入到聚合物的无定形区域, 虽然有效降低了球晶尺寸, 但球晶界面清晰。
3.3 增塑剂种类对力学性能的影响
加入10wt%不同增塑剂对P (3HB-co-4HB) -5断裂伸长率和拉伸强度的影响见下表。从表中发现, 不同增塑剂均可使断裂伸长率增加, 其中DOP效果最大。拉伸强度随增塑剂的加入而降低, 其中ESO最明显。这可能是由于ESO作为优良的增塑剂, 相当于溶剂作用, 导致大分子间距增加, 作用力明显减弱, 拉伸强度下降。
3.4 增塑剂含量对力学性能的影响
如图所示, 拉伸强度随增塑剂的增加总体下降趋势, 而断裂伸长率则随增塑剂含量的增加而提高。
ESO和甘油能明显降低拉伸强度, ESO的效果比较明显。比较曲线可以发现, 甘油使拉伸强度下降的趋势是先缓慢后加快, 再变缓慢;ESO则与甘油相反, 两曲线的转折点均是5wt%和10wt%, 这说明, 增塑剂可降低聚合物的拉伸强度。
增塑剂可以提高聚合物的断裂伸长率, 不同增塑剂的效果不同。DOP比ESO和甘油的增幅效果要好, ESO效果最不明显。这是因为, 增塑剂的加入一方面降低了聚合物的结晶度, 有利于提高韧性;另外由于增塑剂的加入, 可部分削弱聚合物的分子间力, 在拉伸过程中, 分子链的柔顺性得以发挥, 拉伸强度降低, 而断裂伸长率提高。
4 结语
(1) P (3HB-co-4HB) -5的球晶存在消光环带和同心环线共存的现象, 消光环环间距随着结晶温度升高而增大, 当温度升高到一定程度, 环带变得不规整。
(2) 增塑剂DOP、ESO、甘油的加入 (10wt%) 使聚合物球晶尺寸变小, 消光环带消失, 断裂伸长率增大, 拉伸强度下降, 其中加入DOP后断裂伸长率最大, 拉伸强度降低的最小, 效果较好。随着增塑剂含量的增加, 断裂伸长率增大, 而拉伸强度降低。
参考文献
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对羟基苯甲酸酯 篇5
关键词：碱性树脂,对羟基苯甲酸,吸附动力学
对羟基苯甲酸,淡黄色结晶,作为精细化工产品的一种基础原料,应用领域十分广泛。但其对环境得危害也很大,直接排放不但对水体和大气直接造成污染,而且还会形成酸雨,给建筑物、动、植物造成严重危害。近年来,水环境污染问题逐渐被全社会所关注。有机化工废水造成自然水体污染的罪魁祸首,对此,学者们研究了多种类型的生化处理工艺,但对于染料、制药和精细有机化工等行业排放的可生化性差、含有毒物的废水都作用不大。[1,2]直到张全兴和王槐三等研究开发了树脂吸附法[3,4],该法可以将含有可生化性差且高毒性的苯、萘系衍生物等有机物废水进行资源化处理,且成本低,易操作,效率高,无二次污染,逐渐的获得人们的青睐,现已成为了吸附分离技术科学领域研究的热点。[5,6]本文选用D201、D301、PVP三种树脂,通过吸附动力学实验,研究它们对对羟基苯甲酸吸附性能的差异性和三种树脂对对羟基苯甲酸的吸附机理,并进一步探讨了离子强度和盐浓度对其吸附机理的影响,旨在为废水中对羟基苯甲酸的处理提供理论依据。
一、实验研究
1. 实验主要仪器及试剂
(1)仪器
Waters 2489,e 2695高效液相色谱仪Waters Corporation;DQHZ-2001A大容量全温度振荡培养箱,太仓市华美生化仪器厂;DGG-9053A电热恒温鼓风干燥箱上海森信实验设备有限公司;DZF-6020真空干燥箱上海精宏实验设备有限公司;EL20实验室pH计梅特勒-托利多仪器有限公司;BSA224S电子天平赛多利斯科学仪器有限公司等。
(2)试剂
对羟基苯甲酸A.R.国药集团化学试剂有限公司;无水硫酸钠A.R.宜兴市第二化学试剂厂;硝酸钠A.R.江苏彤晟化学试剂有限公司;D201树脂LR国营临海树脂厂;D301树脂LR国营临海树脂厂;PVP树脂自制等。
2. 实验过程
(1)树脂的预处理
将吸附树脂D201、D301、PVP依次用5%盐酸、蒸馏水、5%氢氧化钠、蒸馏水重复洗涤至中性以除去杂质,将三种吸附树脂用无水乙醇抽提8h以上,风干然后置于真空干燥器中备用。
(2)溶液的配置
用电子天平分别精确称取0.200g、0.250g、0.300g对羟基苯甲酸,放入小烧杯中加热搅拌溶解,转移至500mL容量瓶中,用去离子水配制成400、500、600mg/L的吸附液。
(3)吸附动力学实验
准确称取质量为0.500g经过预处理的吸附树脂D201、D301和PVP各三份,分别加入500mL的锥形瓶中,依次加入浓度为400mg/L、500mg/L和600mg/L的对羟基苯甲酸溶液。然后放置于转速为140r/min的恒温振荡器中振荡锥形瓶,设定温度为298K,分别在设定时间取样测定对羟基苯甲酸的含量,直到吸附达到平衡。
(4)离子强度对吸附的影响
准确称取质量为0.500g经过预处理的吸附树脂D201、D301和PVP各一份,分别加入500mL的锥形瓶中,每份中加入浓度为500mg/L的对羟基苯甲酸溶液,再加入2.125g硝酸钠,放置于转速为140r/min的恒温振荡器中振荡锥形瓶,设定温度为298K,分别在设定时间取样测定苯甲酸的含量,直到吸附达到平衡。
(5)盐浓度对吸附的影响
准确称取质量为0.500g经过预处理的吸附树脂D201、D301和PVP各三份,分别加入500mL的锥形瓶中,每份中加入浓度为500mg/L的对羟基苯甲酸溶液,在各种树脂中依次加入浓度为100mg/L、300mg/L和500mg/L的硫酸钠溶液,同(4)中操作。
二、结果与讨论
1. 吸附动力学
研究不同初始浓度下D201、D301和PVP三种树脂对对羟基苯甲酸的吸附动力学曲线。D201、D301和PVP三种树脂在100min内吸附量递增的速度较快,在300min后吸附趋势趋于平衡。每条吸附动力学曲线都只有一个明显的平台,这说明该吸附过程中存在着独立的动力学过程。对比三种初始浓度下的吸附曲线还可以发现,初始浓度的增加,能使D201、D301和PVP三种树脂对对羟基苯甲酸的吸附量增加。
对比Lagergren准一级与二级速率方程拟合出的结果可知,三种树脂的准一级方程相关系数均大于0.97,表明这三种树脂对苯甲酸的吸附符合Lagergren准一级动力学吸附方程。
2. 离子强度对吸附的影响
研究在对羟基苯甲酸溶液中加入硝酸钠后三种树脂的吸附动力学的曲线。在对羟基苯甲酸中加入了硝酸根离子后,三种树脂的吸附量与原来相比都大幅下降。这是因为当吸附剂和吸附质之间存在静电吸引作用时,离子强度的增加会对吸附产生不利影响,使得树脂对对羟基苯甲酸的吸附能力减弱。
3. 盐浓度对吸附的影响
研究在对羟基苯甲酸中加入硫酸钠溶液后三种树脂的吸附动力学曲线。随着硫酸钠溶液浓度的增加,三种树脂对苯甲酸的吸附量都有所减少。当硫酸钠溶液加入对羟基苯甲酸溶液后,他们会相互争夺溶剂分子,硫酸根离子和钠离子对溶剂分子的争夺能力更强,从而导致溶剂分子从对羟基苯甲酸向硫酸钠迁移。[7]电解质离子与吸附质离子之间形成了离子对,使得吸附质离子的有效浓度降低,从而导致吸附量减小。[8]
结论:通过对D201、D301和PVP三种吸附树脂对对羟基苯甲酸的吸附行为及离子强度、盐浓度对其的影响进行的研究,得到的结论如下:
1.D201、D301和PVP三种吸附树脂对对羟基苯甲酸的吸附性能良好,且三种树脂对对羟基苯甲酸的吸附量随着对羟基苯甲酸的初始浓度增加而增加。三种吸附树脂对对羟基苯甲酸的吸附均符合Lagergren准一级动力学吸附方程,该吸附过程的主要控制步骤是颗粒内扩散过程。
2.离子强度和盐浓度的增加都会使得D201、D301和PVP三种吸附树脂对对羟基苯甲酸的吸附量明显降低。
参考文献
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[7]杨亚提,张平.离子强度对恒电荷土壤胶体吸附Cu~2~+和pb~(2+)的影响.环境化学,2001,20(6):566-571.