芹菜籽精油的提取与药渣生物炭的制备及其吸附性能研究
发布时间：2021-11-17 05:18
芹菜籽取自芹菜的花朵中,是芹菜的果实,芹菜籽精油中含有多种功能性成分,有丰富药理作用。本论文优化了芹菜籽精油的提取工艺,用气质联用仪分析了芹菜籽精油的有效成分。芹菜籽药渣是提取之后的残渣,通常掩埋处理,会造成环境污染,而芹菜籽药渣含纤维量高,可作为生物炭的良好前体。本论文制备了芹菜籽源药渣生物炭,考察其吸附性能,具体内容如下:首先,本文采用响应面法建立水蒸气蒸馏法提取芹菜籽精油的工艺模型,对提取工艺优化,结果表明:在蒸馏时间80 min,液料比为7:1,原料粒度为60目条件下,得到的出油率最高为0.704%。通过GC-MS联用共鉴定出精油中的43种成分,占总量的97.786%,有效成分主体为D-柠檬烯、洋川芎内酯A、芹菜甲素,α-芹子烯,β-蒎烯、石竹烯氧化物等。其次,以经过水蒸气蒸馏法提取后的芹菜籽药渣为前驱体使用H3PO4两步活化和热解法制备生物炭。应用响应面法以亚甲基蓝吸附值为响应值确定制备生物炭工艺最适条件为:炭化温度550℃、液料比4:1、浸泽时间6 h,在此条件下,生物炭对亚甲基蓝的吸附量最大为35.1 mg?g-1
【文章来源】：渤海大学辽宁省
【文章页数】：94 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
-蒈烯(a)、α-石竹烯(b)、D-柠檬烯(c)的结构式Fig.1-1Structuralformulaof3-carene(a),α-caryophyllene(b)andD-limonene(c)
渤海大学硕士学位论文9化学活化是通过使用化学试剂对原料进行热分解，最广泛使用的化学物质包括磷酸(H3PO4)、氯化锌(ZnCl2)、和氢氧化钾/碳酸盐(KOH/K2CO3)，化学试剂通过脱水和渗透作用增加孔隙度。zhang[57]等采用不同类型的酸对松木屑进行预处理，再通过氢氧化钾活化制备炭材料（制备过程如图1-2所示），进行初步吸附研究，以其对亚甲基蓝(MB)的吸附性能评价其吸附能力，结果表明经磷酸预处理原料制备的炭，对亚甲基蓝(MB)染料的吸收能力最大，可以作为一种潜在的有效吸附剂。使用磷酸进行活化的另一个例子是，Reddy等[58]研究了枣椰树种子等农业废弃物，以磷酸为活化剂制备多孔炭材料，通过对亚甲基蓝(MB)的吸附量评价其吸附能力，与其他材料吸附亚甲基蓝的最大吸附能力相比较，结果表明磷酸制备的多孔碳对亚甲基蓝的吸附能力更强。在另一项研究中，Yorgun[59]以磷酸为化学活化剂，对泡桐木进行化学活化，制备高表面积活性炭。在不同的浸渍比和炭化温度下进行化学活化，考察了炭化温度和浸渍比对炭表面积、产率和孔发育的影响。结果表明，浸渍比对炭孔结构的影响大于炭化温度对炭孔结构的影响，磷酸活化有利于生物炭微孔结构的形成。磷酸活化可以制备高表面积炭，因为磷酸具有氯化锌不具备的与生物质中的纤维素等生物高分子材料发生交联反应的特点，通过其与富含纤维素的生物质反应可以有效促进碳原子的芳构化即促进炭结构的形成。图1-2松木屑制备活性炭过程[57]Fig.1-2Preparationofactivatedcarbonfromsawdust[57](2)物理活化物理活化一般是通过使用二氧化碳、蒸汽和其他惰性气体来去除非碳元素，并在高温下产生新的孔隙结构的过程，物理活化分为两个过程过程，即炭化和活化。炭化的目的是降低原料的挥发分含
渤海大学硕士学位论文19c.原料粒度与蒸馏时间图2-4各因素相互作用对出油率影响的响应面图Fig.2-4ResponsesurfaceplotsshowingtheinteractiveeffectsofvariousfactorsonExtractionrate2.3.5芹菜籽精油成分分析结果利用GC-MS分析最佳工艺条件制备的芹菜籽精油中存在的各种化合物，结果如图2-5、表2-6所示，按化合物在固定相中停留时间的顺序进行了总结。挥发油中共检测出82种成分，其中鉴定的43种成分占总量的97.786%，对这43种化学成分进行分类，其中包括：烯14种（61.009%）、酯6种（16.645%）、醇12种（4.334%）、酮4种（9.861%）、其他6种（5.937%），成分以烯、酯和醇类为主。这43种成分中包含多种有效化学成分，含量较高占精油总量85.458%，其中包括D-柠檬烯(24.839%)和4(14),11-桉叶二烯（25.12%）、洋川芎内酯A（15.4%）、芹菜甲素（5.633%）、α-芹子烯（3.056%）、β-蒎烯（2.165%）、石竹烯氧化物（1.523%）等。主要成分D-柠檬烯含有柠檬香气，是种单萜类化合物，具有止咳、消炎、抗癌等功能[62]。D-柠檬烯，由于其理化特性可用作蜡，树脂，油漆和胶水工业制剂或用作可再生生物溶剂，而由于其不含毒性，可替代危险物质石油溶剂[63]。D-柠檬烯的另一种主要用途
本文编号：3500274
【文章来源】：渤海大学辽宁省
【文章页数】：94 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
-蒈烯(a)、α-石竹烯(b)、D-柠檬烯(c)的结构式Fig.1-1Structuralformulaof3-carene(a),α-caryophyllene(b)andD-limonene(c)
渤海大学硕士学位论文9化学活化是通过使用化学试剂对原料进行热分解，最广泛使用的化学物质包括磷酸(H3PO4)、氯化锌(ZnCl2)、和氢氧化钾/碳酸盐(KOH/K2CO3)，化学试剂通过脱水和渗透作用增加孔隙度。zhang[57]等采用不同类型的酸对松木屑进行预处理，再通过氢氧化钾活化制备炭材料（制备过程如图1-2所示），进行初步吸附研究，以其对亚甲基蓝(MB)的吸附性能评价其吸附能力，结果表明经磷酸预处理原料制备的炭，对亚甲基蓝(MB)染料的吸收能力最大，可以作为一种潜在的有效吸附剂。使用磷酸进行活化的另一个例子是，Reddy等[58]研究了枣椰树种子等农业废弃物，以磷酸为活化剂制备多孔炭材料，通过对亚甲基蓝(MB)的吸附量评价其吸附能力，与其他材料吸附亚甲基蓝的最大吸附能力相比较，结果表明磷酸制备的多孔碳对亚甲基蓝的吸附能力更强。在另一项研究中，Yorgun[59]以磷酸为化学活化剂，对泡桐木进行化学活化，制备高表面积活性炭。在不同的浸渍比和炭化温度下进行化学活化，考察了炭化温度和浸渍比对炭表面积、产率和孔发育的影响。结果表明，浸渍比对炭孔结构的影响大于炭化温度对炭孔结构的影响，磷酸活化有利于生物炭微孔结构的形成。磷酸活化可以制备高表面积炭，因为磷酸具有氯化锌不具备的与生物质中的纤维素等生物高分子材料发生交联反应的特点，通过其与富含纤维素的生物质反应可以有效促进碳原子的芳构化即促进炭结构的形成。图1-2松木屑制备活性炭过程[57]Fig.1-2Preparationofactivatedcarbonfromsawdust[57](2)物理活化物理活化一般是通过使用二氧化碳、蒸汽和其他惰性气体来去除非碳元素，并在高温下产生新的孔隙结构的过程，物理活化分为两个过程过程，即炭化和活化。炭化的目的是降低原料的挥发分含
渤海大学硕士学位论文19c.原料粒度与蒸馏时间图2-4各因素相互作用对出油率影响的响应面图Fig.2-4ResponsesurfaceplotsshowingtheinteractiveeffectsofvariousfactorsonExtractionrate2.3.5芹菜籽精油成分分析结果利用GC-MS分析最佳工艺条件制备的芹菜籽精油中存在的各种化合物，结果如图2-5、表2-6所示，按化合物在固定相中停留时间的顺序进行了总结。挥发油中共检测出82种成分，其中鉴定的43种成分占总量的97.786%，对这43种化学成分进行分类，其中包括：烯14种（61.009%）、酯6种（16.645%）、醇12种（4.334%）、酮4种（9.861%）、其他6种（5.937%），成分以烯、酯和醇类为主。这43种成分中包含多种有效化学成分，含量较高占精油总量85.458%，其中包括D-柠檬烯(24.839%)和4(14),11-桉叶二烯（25.12%）、洋川芎内酯A（15.4%）、芹菜甲素（5.633%）、α-芹子烯（3.056%）、β-蒎烯（2.165%）、石竹烯氧化物（1.523%）等。主要成分D-柠檬烯含有柠檬香气，是种单萜类化合物，具有止咳、消炎、抗癌等功能[62]。D-柠檬烯，由于其理化特性可用作蜡，树脂，油漆和胶水工业制剂或用作可再生生物溶剂，而由于其不含毒性，可替代危险物质石油溶剂[63]。D-柠檬烯的另一种主要用途
本文编号：3500274
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