負載型廣棗多糖鑭降解亞甲基藍的研究

周宏，趙玉英，王琳琳，宋娟娟

（1.內蒙古民族大學 化學與材料學院，內蒙古通遼028043；2.內蒙古民族大學 儀器設備與實驗室管理中心，內蒙古 通遼028043；3.廣州華夏職業學院 衛生健康學院，廣東 廣州510900）

紡織、印刷、化妝品制造等行業常用有機分子作染料，有機染料已成為水質污染的重要來源，且對水體的污染十分嚴重，有些染料具有一定的毒性，會致畸、致癌，而多數有機染料對光穩定、不易降解，所以找到一種對環境友好、簡單高效治理污染物的方法非常重要，光催化技術是在光的照射下能激發產生電子和空穴，實現水源有機染料污染催化降解，具有價格低廉、方法簡單、不產生二次污染的特點是目前研究的熱點［1-2］.亞甲基藍是染料廢水中的一種特征污染物，具有一定的毒性，一定濃度的亞甲基藍會造成水生動物大量死亡［3］，所以降解污水中的亞甲基藍的研究非常重要.

多糖除了在醫藥方面得到廣泛應用外，多糖金屬在降解有機污染物方面也非常有效，筆者通過廣棗多糖鑭對亞甲基藍的降解特性作了初步的探究，降低廢水處理成本，為探索多糖的進一步應用做鋪墊.

1 儀器和試劑

廣棗購置于蒙王醫藥集團有限責任公司飲片廠（批號：0910245）；UV-240型分光光度計（日本島津）；DZF-6020型真空干燥箱；FA1004B型電子天平（上海滬粵明科學儀器有限公司）.

實驗試劑：鹽酸、硅酸鈉、氧化鑭、亞甲基藍指示劑均為分析純.

2 實驗方法

2.1 廣棗多糖的提取 按文獻［5］的方法提取廣棗多糖，經多糖含量的測定與文獻［5］一致.

2.2 廣棗多糖鑭復合物的制備 將5.0 g多糖和0.117 2 mg氧化鑭加入瑪瑙研缽，反復研磨使其混合均勻，然后過800目篩，即得含鑭量為2%的多糖鑭復合物.

2.3 多聚硅凝膠的制備 將7.0 g硅膠加入100 mL燒杯中，按硅酸鈉與1∶5的稀鹽酸（濃鹽酸與水的體積比為1∶5）配制反應溶液.調整pH值在7～10，該溶液攪拌10 min后即得多聚硅酸.接著過濾，濾餅用稀鹽酸洗滌3次，真空抽干其水分得凝膠狀多聚硅酸.接著將其放入真空干燥箱，80℃恒溫干燥48 h，得到2.1 g多聚硅膠（.該實驗重復5次，制備5個樣本供如下實驗使用）

2.4 負載型廣棗多糖鑭的制備 向“2.3”制備的其他4份未干燥的多聚硅膠中按7∶1、10∶1、13∶1、15∶1的質量比配制廣棗多糖鑭，攪拌下充分混合，放入真空干燥箱，溫度保持在80℃度以下，讓膠體完全干燥，研磨，再用瑪瑙碾缽研磨過800目篩，即得不同質量配比（硅膠與廣棗多糖鑭）負載型催化劑.

2.5 亞甲基藍的降解試驗 取30支潔凈干燥的50 mL試管，5支一組，分為7組，貼上標簽；第一組為空白實驗，第二組加廣棗多糖，第三組加硅膠，第四組至第七組分別加入2.4中制得的不同配比的負載催化劑，質量比為7∶1、10∶1、13∶1、15∶1各20.00 mg于試管中，再分別加入30.00 mL 0.01%亞甲基藍溶液于各試管中，將這30支試管密封，再放置在自然光照射下降解.每間隔2、4、6、8 d后，分別測定亞甲基藍溶液降解后吸光度，并計算其降解率.

2.6 亞甲基藍含量測量

2.6.1 標準溶液的制備 首先用分析天平稱量0.01 g的亞甲基藍固體指示劑，放入100 mL燒杯中，加少量乙醇使其完全溶解，轉移到1 000 mL棕色容量瓶中，加水搖勻定容，得到0.01 mg·mL-1亞甲基藍溶液，放在陰暗處備用.

2.6.2 最大吸收波長的選擇 利用紫外可見分光光度計在200～800 nm波長范圍內對亞甲基藍標準溶液進行掃描（圖1），從圖1得知，最大吸收波長為664 nm.

圖1 亞甲基藍溶液的紫外掃描圖Fig.1 UV scan of methylene blue solution

2.6.3 標準曲線的繪制 分別將標準溶液，用蒸餾水稀釋，用蒸餾水作參比液，在最大波長為664 nm處，用紫外-可見分光度計測定相應的吸光度值，根據測量出的吸光度與濃度的關系，畫出標準曲線圖（圖2），并計算出回歸方程.

準確吸取0.01 mg·mL-1亞甲基藍溶液3 mL，置于25 mL干燥容量瓶中，分別向容量瓶中準確（用移液管吸取）加入1 mL、2 mL、3 mL、9 mL、12 mL蒸餾水搖勻，稀釋后亞甲基藍濃度分別為0.007 50 mg·mL-1、0.006 00 mg·mL-1、0.005 00 mg·mL-1、0.000 25 mg·mL-1、0.000 20 mg·mL-1，用移液管吸取3 mL，放入比色皿中，用蒸餾水做參比液，在波長為664 nm處測定吸光度值，根據濃度與吸光度的關系，繪制出亞甲基藍的標準曲線圖（圖2）.線性回歸方程為y=129.49x-0.002 4，相關系數為r=0.999 1.

圖2 亞甲基藍濃度與吸光度關系曲線Fig.2 The relationship curve between methylene blue concentration and absorbance

2.6.4 亞甲基藍降解率測定準確吸取不同濃度的廣棗多糖鑭降解液3 mL置于玻璃比色管中，并采用蒸餾水為空白對照（減小實驗誤差），在最大波長664 nm處，用分光光度計測量其吸光度，確定廣棗多糖鑭降解亞甲基藍吸光度的情況，由所得數據得表1.

表1 廣棗分級多糖鑭降解亞甲基藍有關實驗數據Tab.1 Experimental data on the degradation of methylene blue by fructus choerospondiatis grading lanthanum polysaccharide

3 討論與結果

本實驗最主要的材料就是廣棗多糖鑭，所以在實驗中一定要保證廣棗多糖鑭的含量，例如在負載到膠體時，中間有烘干過程，一定要注意溫度不要超過80℃，因為廣棗分級多糖鑭會分解，糖的含量降低，會影響實驗結果.

由于亞甲基藍自身就會出現降解效果，此時會影響實驗的測定結果，所以應該做對照試驗，減小誤差.

在配置硅膠載體時，過程中要控制好pH值（pH值最好控制在7～10），硅酸鈉可以吸收空氣中的CO2，要現用現配.

由表2可知，廣棗分級多糖鑭降解亞甲基藍中1∶13的比例降解的效果最好，降解率是59.6%.