水醇淀粉凝胶的形成及多孔淀粉的制备
发布时间：2021-07-20 18:07
以木薯淀粉为原料,水和乙醇为混合介质,利用溶胶-凝胶法及超临界CO2干燥制备多孔淀粉,分别考察了水醇比、糊化时间、固含量、冷藏时间、乙醇置换用量、置换时间等对凝胶体积收缩率和质量损失率的影响,通过扫描电子显微镜、比表面积及孔径分布测试仪、X射线衍射仪表征了多孔淀粉形貌及孔结构,并考察了多孔淀粉的吸油性能。结果发现,水醇比为19∶1,固含量为13%,糊化时间为30min,冷藏时间为5天,醇置换量为5mL/g,置换时间为30min,水醇凝胶的体积收缩程度和质量损失相对较小,多孔淀粉的比表面积为122m2/g,平均孔径为25.6nm,大豆油的吸附率可达457%（质量比）。研究结果表明,适当调整固含量,能改善凝胶的三维网孔密度,增大多孔淀粉的比表面积及孔容;水醇淀粉凝胶中的淀粉分子能形成一定结晶结构的网络骨架,利于维持水醇凝胶的骨架稳定性。
【文章来源】：化工进展. 2020,39(12)北大核心EICSCD
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
固含量对凝胶形成过程和置换过程的影响
在固含量13%、冷藏时间5天、糊化时间30min、醇置换用量15m L/g（相对于水醇凝胶质量，下同）、置换时间70min时，考察水醇比（体积比）对凝胶形成及置换过程的影响，结果如图2所示。从图2(a)发现，当水醇比低于16∶1，凝胶体积收缩率和质量损失率较大（>6.0%）；当水醇比高于19∶1，凝胶体积收缩率较小且基本维持不变（约为2.0%），质量损失率几乎为0。与此相反，从图2(b)发现，在置换过程中，水醇比=(13∶1)～(19∶1)，凝胶体积收缩率=40%～47%，质量损失率=40%～51%；水醇比≥22∶1，凝胶体积收缩率和质量损失率上升至62%以上。由此说明，在凝胶形成和置换过程中，水醇比对凝胶的稳定性有不同的影响。乙醇分子的极性小于水分子，乙醇分子与淀粉分子形成的氢键明显弱于水分子；同时，乙醇分子空间位阻却大于水分子，相同葡萄糖环单元内，淀粉分子与溶剂分子形成氢键的数量也会减少。因此，在凝胶形成过程中，乙醇分子会削弱水分子与淀粉分子的结合程度[22]，水醇比低时，乙醇含量高，凝胶对水分子的束缚作用减弱，水分子易逸出，凝胶稳定性降低，凝胶收缩程度高。然而，在置换过程中，水醇比低时，水分子向外扩散的浓度差减小，置换推动力降低，水分逸出量减小，凝胶稳定性增大，凝胶收缩程度小。因此，调整合适的水醇比（如13∶1），可以兼顾凝胶形成和置换过程中均能保持良好的结构稳定性。2.3 固含量对凝胶结构的影响
在水醇比19∶1、糊化时间30min、固含量13%、醇置换用量15m L/g、置换时间70min时，考察冷藏时间对凝胶形成过程及置换过程的影响，结果如图5所示。图5(a)显示，冷藏时间由2天延长至5天，溶胶转变凝胶后的体积收缩率在2.1%～2.5%之间，质量损失率不超过0.2%，然而，在6天时，体积收缩率稍微增大至3.7%，质量损失率增大至0.9%。图5(a)所示，冷藏时间延长，凝胶置换过程体积收缩率和质量损失率总体有所下降。Mahsa等[25]研究曾表明，冷藏时间越长，淀粉分子缠绕越紧密，溶剂占凝胶空间体积会减小。然而，冷藏时间增加，有利于形成稳定的凝胶网络结构，在凝胶置换过程中，凝胶体积收缩率和质量损失率变小。图5 冷藏时间对凝胶形成过程和置换过程的影响
【参考文献】：
期刊论文
[1]蔗糖模板法制备PDMS多孔材料及其吸油性能研究[J]. 赵佳钧,叶会见,张冰攀,楼才溢,任思佳,郁家豪,祁玥,徐立新. 化工新型材料. 2018(08)
[2]超高压结合热处理对大米粉理化性质的影响[J]. 李安林,管弋铦,陈黎萍,熊双丽. 精细化工. 2018(09)
[3]疏水多孔淀粉的制备及其吸油性能[J]. 黄强,林晓瑛,曹亚飞,张斌. 现代食品科技. 2018(05)
[4]表面改性多孔淀粉的制备及微生物固定化应用[J]. 周英男,钱斯日古楞,崔晓蕾,冀海龙,王红英. 化工进展. 2017(10)
[5]孔径对多孔马铃薯淀粉结构及吸附性能的影响[J]. 王建坤,范新宇,郭晶,梁卡,张昊,谢鹏远. 化工进展. 2017(02)
[6]纳米多孔玉米淀粉的研制及吸附性能研究[J]. 白家峰,许春平,韦康,周肇峰,冯守爱. 化工新型材料. 2015(01)
[7]超声场对木薯淀粉颗粒形貌与谱学性质的影响[J]. 石海信,周文红,陆来仙,梁兴唐,罗婷. 食品科技. 2014(05)
[8]乳液交联法制备多孔淀粉及其吸附性能[J]. 常贵娟,肖武,李祥村,贺高红. 化工进展. 2014(05)
[9]高比表面积多孔淀粉制备和改性及在水处理中的应用[J]. 汪琼芳,相波,李义久,徐晓凯. 工业水处理. 2013(02)
[10]变性多孔淀粉吸附卷烟烟气气相物的研究[J]. 朱玉,郭丽,杜先锋,孙晓莉. 中国粮油学报. 2012(08)
硕士论文
[1]淀粉基多孔及膜材料的制备和性能研究[D]. 钱大艳.天津大学 2013
本文编号：3293323
【文章来源】：化工进展. 2020,39(12)北大核心EICSCD
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
固含量对凝胶形成过程和置换过程的影响
在固含量13%、冷藏时间5天、糊化时间30min、醇置换用量15m L/g（相对于水醇凝胶质量，下同）、置换时间70min时，考察水醇比（体积比）对凝胶形成及置换过程的影响，结果如图2所示。从图2(a)发现，当水醇比低于16∶1，凝胶体积收缩率和质量损失率较大（>6.0%）；当水醇比高于19∶1，凝胶体积收缩率较小且基本维持不变（约为2.0%），质量损失率几乎为0。与此相反，从图2(b)发现，在置换过程中，水醇比=(13∶1)～(19∶1)，凝胶体积收缩率=40%～47%，质量损失率=40%～51%；水醇比≥22∶1，凝胶体积收缩率和质量损失率上升至62%以上。由此说明，在凝胶形成和置换过程中，水醇比对凝胶的稳定性有不同的影响。乙醇分子的极性小于水分子，乙醇分子与淀粉分子形成的氢键明显弱于水分子；同时，乙醇分子空间位阻却大于水分子，相同葡萄糖环单元内，淀粉分子与溶剂分子形成氢键的数量也会减少。因此，在凝胶形成过程中，乙醇分子会削弱水分子与淀粉分子的结合程度[22]，水醇比低时，乙醇含量高，凝胶对水分子的束缚作用减弱，水分子易逸出，凝胶稳定性降低，凝胶收缩程度高。然而，在置换过程中，水醇比低时，水分子向外扩散的浓度差减小，置换推动力降低，水分逸出量减小，凝胶稳定性增大，凝胶收缩程度小。因此，调整合适的水醇比（如13∶1），可以兼顾凝胶形成和置换过程中均能保持良好的结构稳定性。2.3 固含量对凝胶结构的影响
在水醇比19∶1、糊化时间30min、固含量13%、醇置换用量15m L/g、置换时间70min时，考察冷藏时间对凝胶形成过程及置换过程的影响，结果如图5所示。图5(a)显示，冷藏时间由2天延长至5天，溶胶转变凝胶后的体积收缩率在2.1%～2.5%之间，质量损失率不超过0.2%，然而，在6天时，体积收缩率稍微增大至3.7%，质量损失率增大至0.9%。图5(a)所示，冷藏时间延长，凝胶置换过程体积收缩率和质量损失率总体有所下降。Mahsa等[25]研究曾表明，冷藏时间越长，淀粉分子缠绕越紧密，溶剂占凝胶空间体积会减小。然而，冷藏时间增加，有利于形成稳定的凝胶网络结构，在凝胶置换过程中，凝胶体积收缩率和质量损失率变小。图5 冷藏时间对凝胶形成过程和置换过程的影响
【参考文献】：
期刊论文
[1]蔗糖模板法制备PDMS多孔材料及其吸油性能研究[J]. 赵佳钧,叶会见,张冰攀,楼才溢,任思佳,郁家豪,祁玥,徐立新. 化工新型材料. 2018(08)
[2]超高压结合热处理对大米粉理化性质的影响[J]. 李安林,管弋铦,陈黎萍,熊双丽. 精细化工. 2018(09)
[3]疏水多孔淀粉的制备及其吸油性能[J]. 黄强,林晓瑛,曹亚飞,张斌. 现代食品科技. 2018(05)
[4]表面改性多孔淀粉的制备及微生物固定化应用[J]. 周英男,钱斯日古楞,崔晓蕾,冀海龙,王红英. 化工进展. 2017(10)
[5]孔径对多孔马铃薯淀粉结构及吸附性能的影响[J]. 王建坤,范新宇,郭晶,梁卡,张昊,谢鹏远. 化工进展. 2017(02)
[6]纳米多孔玉米淀粉的研制及吸附性能研究[J]. 白家峰,许春平,韦康,周肇峰,冯守爱. 化工新型材料. 2015(01)
[7]超声场对木薯淀粉颗粒形貌与谱学性质的影响[J]. 石海信,周文红,陆来仙,梁兴唐,罗婷. 食品科技. 2014(05)
[8]乳液交联法制备多孔淀粉及其吸附性能[J]. 常贵娟,肖武,李祥村,贺高红. 化工进展. 2014(05)
[9]高比表面积多孔淀粉制备和改性及在水处理中的应用[J]. 汪琼芳,相波,李义久,徐晓凯. 工业水处理. 2013(02)
[10]变性多孔淀粉吸附卷烟烟气气相物的研究[J]. 朱玉,郭丽,杜先锋,孙晓莉. 中国粮油学报. 2012(08)
硕士论文
[1]淀粉基多孔及膜材料的制备和性能研究[D]. 钱大艳.天津大学 2013
本文编号：3293323
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/huaxue/3293323.html
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