负载型广枣多糖镧降解亚甲基蓝的研究

周宏，赵玉英，王琳琳，宋娟娟

（1.内蒙古民族大学 化学与材料学院，内蒙古通辽028043；2.内蒙古民族大学 仪器设备与实验室管理中心，内蒙古 通辽028043；3.广州华夏职业学院 卫生健康学院，广东 广州510900）

纺织、印刷、化妆品制造等行业常用有机分子作染料，有机染料已成为水质污染的重要来源，且对水体的污染十分严重，有些染料具有一定的毒性，会致畸、致癌，而多数有机染料对光稳定、不易降解，所以找到一种对环境友好、简单高效治理污染物的方法非常重要，光催化技术是在光的照射下能激发产生电子和空穴，实现水源有机染料污染催化降解，具有价格低廉、方法简单、不产生二次污染的特点是目前研究的热点［1-2］.亚甲基蓝是染料废水中的一种特征污染物，具有一定的毒性，一定浓度的亚甲基蓝会造成水生动物大量死亡［3］，所以降解污水中的亚甲基蓝的研究非常重要.

多糖除了在医药方面得到广泛应用外，多糖金属在降解有机污染物方面也非常有效，笔者通过广枣多糖镧对亚甲基蓝的降解特性作了初步的探究，降低废水处理成本，为探索多糖的进一步应用做铺垫.

1 仪器和试剂

广枣购置于蒙王医药集团有限责任公司饮片厂（批号：0910245）；UV-240型分光光度计（日本岛津）；DZF-6020型真空干燥箱；FA1004B型电子天平（上海沪粤明科学仪器有限公司）.

实验试剂：盐酸、硅酸钠、氧化镧、亚甲基蓝指示剂均为分析纯.

2 实验方法

2.1 广枣多糖的提取 按文献［5］的方法提取广枣多糖，经多糖含量的测定与文献［5］一致.

2.2 广枣多糖镧复合物的制备 将5.0 g多糖和0.117 2 mg氧化镧加入玛瑙研钵，反复研磨使其混合均匀，然后过800目筛，即得含镧量为2%的多糖镧复合物.

2.3 多聚硅凝胶的制备 将7.0 g硅胶加入100 mL烧杯中，按硅酸钠与1∶5的稀盐酸（浓盐酸与水的体积比为1∶5）配制反应溶液.调整pH值在7～10，该溶液搅拌10 min后即得多聚硅酸.接着过滤，滤饼用稀盐酸洗涤3次，真空抽干其水分得凝胶状多聚硅酸.接着将其放入真空干燥箱，80℃恒温干燥48 h，得到2.1 g多聚硅胶（.该实验重复5次，制备5个样本供如下实验使用）

2.4 负载型广枣多糖镧的制备 向“2.3”制备的其他4份未干燥的多聚硅胶中按7∶1、10∶1、13∶1、15∶1的质量比配制广枣多糖镧，搅拌下充分混合，放入真空干燥箱，温度保持在80℃度以下，让胶体完全干燥，研磨，再用玛瑙碾钵研磨过800目筛，即得不同质量配比（硅胶与广枣多糖镧）负载型催化剂.

2.5 亚甲基蓝的降解试验 取30支洁净干燥的50 mL试管，5支一组，分为7组，贴上标签；第一组为空白实验，第二组加广枣多糖，第三组加硅胶，第四组至第七组分别加入2.4中制得的不同配比的负载催化剂，质量比为7∶1、10∶1、13∶1、15∶1各20.00 mg于试管中，再分别加入30.00 mL 0.01%亚甲基蓝溶液于各试管中，将这30支试管密封，再放置在自然光照射下降解.每间隔2、4、6、8 d后，分别测定亚甲基蓝溶液降解后吸光度，并计算其降解率.

2.6 亚甲基蓝含量测量

2.6.1 标准溶液的制备 首先用分析天平称量0.01 g的亚甲基蓝固体指示剂，放入100 mL烧杯中，加少量乙醇使其完全溶解，转移到1 000 mL棕色容量瓶中，加水摇匀定容，得到0.01 mg·mL-1亚甲基蓝溶液，放在阴暗处备用.

2.6.2 最大吸收波长的选择 利用紫外可见分光光度计在200～800 nm波长范围内对亚甲基蓝标准溶液进行扫描（图1），从图1得知，最大吸收波长为664 nm.

图1 亚甲基蓝溶液的紫外扫描图Fig.1 UV scan of methylene blue solution

2.6.3 标准曲线的绘制 分别将标准溶液，用蒸馏水稀释，用蒸馏水作参比液，在最大波长为664 nm处，用紫外-可见分光度计测定相应的吸光度值，根据测量出的吸光度与浓度的关系，画出标准曲线图（图2），并计算出回归方程.

准确吸取0.01 mg·mL-1亚甲基蓝溶液3 mL，置于25 mL干燥容量瓶中，分别向容量瓶中准确（用移液管吸取）加入1 mL、2 mL、3 mL、9 mL、12 mL蒸馏水摇匀，稀释后亚甲基蓝浓度分别为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，用蒸馏水做参比液，在波长为664 nm处测定吸光度值，根据浓度与吸光度的关系，绘制出亚甲基蓝的标准曲线图（图2）.线性回归方程为y=129.49x-0.002 4，相关系数为r=0.999 1.

图2 亚甲基蓝浓度与吸光度关系曲线Fig.2 The relationship curve between methylene blue concentration and absorbance

2.6.4 亚甲基蓝降解率测定准确吸取不同浓度的广枣多糖镧降解液3 mL置于玻璃比色管中，并采用蒸馏水为空白对照（减小实验误差），在最大波长664 nm处，用分光光度计测量其吸光度，确定广枣多糖镧降解亚甲基蓝吸光度的情况，由所得数据得表1.

表1 广枣分级多糖镧降解亚甲基蓝有关实验数据Tab.1 Experimental data on the degradation of methylene blue by fructus choerospondiatis grading lanthanum polysaccharide

3 讨论与结果

本实验最主要的材料就是广枣多糖镧，所以在实验中一定要保证广枣多糖镧的含量，例如在负载到胶体时，中间有烘干过程，一定要注意温度不要超过80℃，因为广枣分级多糖镧会分解，糖的含量降低，会影响实验结果.

由于亚甲基蓝自身就会出现降解效果，此时会影响实验的测定结果，所以应该做对照试验，减小误差.

在配置硅胶载体时，过程中要控制好pH值（pH值最好控制在7～10），硅酸钠可以吸收空气中的CO2，要现用现配.

由表2可知，广枣分级多糖镧降解亚甲基蓝中1∶13的比例降解的效果最好，降解率是59.6%.