Pati Ⅱ: Cistanche: Adsorption trè efikas nan glikozid feniletanoid sou kabòn mesoporous
Mar 04, 2022
Kontakte: Audrey Hu Whatsapp/hp: 0086 13880143964 Imèl:audrey.hu@wecistanche.com
Helin Xu, Wenjing Pei, Xueqin Li, ak Jinli Zhang
Konparezon Twa Mesoporous Carbons Adsorption Pèfòmans
Paske twa adsorban yo sitou konpoze de kabòn, yo te konsidere entèraksyon adsorption ant PhG ak kabòn mesoporous yo menm jan an. Se poutèt sa, li te konsidere ke diferans lan nan pèfòmans adsorption te sòti nan diferans lan nan estrikti fizik la nan kabòn mesoporous. Tablo 2 montre pèfòmans adsorption twa kalite kabòn mesoporous. Li ka wè nan Tablo 2 ke twa kalite kabòn mesoporous yo tout ka adsorb PhGs, ak CMK-3 te gen yon pèfòmans adsorption pi bon pase CMK-8 ak DMC. Sa a endike ke gwosè pò a nan kabòn mesoporous te pi gwo pase molekil PhGs, ak gwosè pò a pa t 'faktè prensipal ki afekte kapasite nan adsorption pou twa kabòn yo mesoporous. Kapasite adsorption ak pousantaj desorption nan CMK -3 te jiska 189.37 mg / g ak 94.96 pousan, respektivman. Kapasite adsorption CMK-3 te pi wo pase CMK-8. Paske volim pò a ak sifas espesifik CMK-3 yo te pi gwo pase DMC ak CMK-8, li endike ke volim pò a ak zòn sifas espesifik se te faktè prensipal ki afekte pèfòmans nan adsorption.
Optimizasyon Kondisyon Adsorption
Optimizasyon eksperyans adsorption pou CMK-3 te fèt lè l sèvi avèk yon melanj de aktozid ak echinakozid. Tanperati, pH, ak konsantrasyon se te faktè prensipal yo enfliyanse pèfòmans adsorption CMK-3. Kidonk, yo te envestige efè twa faktè sa yo enfliyanse sou pèfòmans adsorption CMK-3.
Efè konsantrasyon echantiyon yo genyen sou pèfòmans adsorpsyon CMK -3
Efè konsantrasyon echantiyon an sou pèfòmans adsorption CMK{{0}} te montre nan figi 5. Kòm konsantrasyon an ogmante, kapasite adsorption ogmante. Kapasite adsorption a pa ogmante ak ogmantasyon konsantrasyon echantiyon an lè konsantrasyon echantiyon an te rive nan 0.41 mg/g. Nan konsantrasyon inisyal ki ba echantiyon an, sit aktif adsorban yo te ase pou adsorption nan yon kantite relativman ti molekil PhGs. Kontrèman, nan yon gwo konsantrasyon inisyal echantiyon an, kantite lajan fiks nan sit aktif sou adsorbants yo pa t 'kapab adsorption ogmante kantite molekil PhGs. Kidonk, kapasite adsorption CMK-3 pou molekil PhGs yo gen tandans balanse.
Efè pH sou pèfòmans adsorpsyon CMK -3
Figi 6 te montre efè pH sou pèfòmans adsorption CMK -3. Li ka wè nan Figi 6 ki pi bon valè pH la te 6 pou adsorption PhGs pa CMK -3. Rezon ki fè yo se jan sa a: PhGs te gen yon gwo kantite gwoup idroksil fenolik ak ki te fè pati molekil yo fèb asid, diferan valè pH yo afekte ionizasyon ak estabilite nan molekil PhGs yo. Iyonizasyon gwoup idroksil fenolik yo ta anpeche nan yon valè pH ki ba, pandan y ap estabilite nan gwoup idroksil fenolik sou PhG yo ta diminye nan yon valè pH segondè. Iyonizasyon an anpeche gwoup idroksil fenolik sou PhG yo te lakòz yon diminisyon nan entèraksyon elektwostatik ant PhG ak CMK-3, diminye pèfòmans adsorption CMK-3 pou PhG. Kidonk, pH pi gwo a te 6 pou adsorption CMK- 3.
Efè Tanperati sou Pèfòmans Adsorption CMK-3
Tanperati a te yon paramèt enpòtan nan pwosesis adsorption la. Tanperati pa sèlman afekte difizyon molekil PhGs nan koòdone ekstèn kouch fwontyè a, men tou andedan porositë adsorban yo. Figi 7 te montre efè tanperati sou kapasite adsorption CMK -3. Kapasite adsorption nan CMK-3 ogmante ak tanperati ogmante soti nan 30 a 60◦C. Li te rapòte rezon prensipal la se ke sit aktif la ogmante ak ogmante tanperati akòz nati a andotèmik nan pwosesis la, ak difizyon nan entra-patikil nan adsorban yo ogmante ak ogmantasyon nan tanperati a adsorption (Peng et al., 2015). . Anplis de sa, mobilite nan molekil PhGs yo te ogmante ak rezistans difizyon yo diminye ak ogmante tanperati. Kapasite adsorption la diminye ak ogmante tanperati lè tanperati a te 60-80 ◦C. Li endike ke tanperati adsorption a te gen yon valè pi gwo ak molekil PhG yo ka enstabilite nan tanperati ki wo. Se poutèt sa, tanperati adsorption pi gwo yo te chwazi yo dwe 60 ◦C.
Kondisyon pi gwo adsorption CMK{{0}} yo te jan sa a: konsantrasyon echantiyon an te 0.41 mg / g, pH solisyon an te 6, ak tanperati adsorption te 60◦C. Anba kondisyon optimal, kapasite adsorption PhGs nan ekstrè brut sou CMK -3 te 358.09 ± 4.13 mg / g, ki te plis pase twa fwa kapasite adsorption PhGs sou rezin macroporous (HPD300, 94.93 mg / g) (Liu et al., 2013). Pandan se tan, pousantaj desorption nan CMK -3 te 94.67 pousan pi wo pase sa yo ki nan résine macroporous.
sipleman cistanche
Izotèm adsorpsyon
Izotèm adsorption yo te montre nan Figi 8A. Avèk ogmantasyon nan konsantrasyon ekilib, kapasite adsorption pou PhG yo te ogmante e li te rive nan estati saturation. Pou plis konprann pèfòmans adsorption PhG yo sou CMK- 3, yo te envestige izotèm adsorption CMK-3 lè l sèvi avèk modèl Langmuir ak Freundlich. Paramèt adsorption yo te jwenn nan diferan modèl bay kèk enfòmasyon itil sou mekanis adsorption yo. Figi 8B, C montre izotèm adsorption CMK-3 modèl Langmuir ak Freundlich.
Modèl Langmuir la te baze sou sipozisyon ke adsorption pran plas nan sit espesifik omojèn nan adsorban an, pa gen okenn entèraksyon enpòtan ki fèt nan mitan espès adsorbed, epi adsorban an te satire apre yon kouch:
molekil adsorban yo fòme sou sifas adsorban an. Ekwasyon izotèm Linearize Langmuir ka ekri jan sa a:
CE/QE=1 KLqm plis CE/QM (2)
Modèl Freundlich la souvan itilize pou dekri karakteristik adsorption sifas miltikouch ak etewojèn (Wu et al., 2017). Fòm linearye li yo bay jan sa a:lnqe=lnKF plis 1n/lnce (3)
kote QM (mg/g) se teyorik maksimòm monokouch kapasite adsorption, KL (mL/mg) se konstan Langmuir ki gen rapò ak enèji adsorption ki reflete afinite ant adsorbate a ak adsorbant (Wu et al., 2017; He et al. , 2019), KF [(mg/g)•(mL/mg)1/n ] ak n se konstan Freundlich yo. KF se yon endikatè nan kapasite adsorption relatif la, n gen rapò ak grandè fòs kondwi adsorption ak eterojenite sit obligatwa yo, ak 1/n endike favorabilite adsorption la.
Paramèt modèl izotèm yo te rezime nan Tablo 3. Modèl Langmuir la te pi bon pase modèl Freundlich pou dekri done adsorption PhG yo sou CMK-3, ki te endike ke adsorption glikozid fenilethanoid yo sou CMK{{ la. 2}} se te yon senp pwosesis adsorption monokouch (Wang F. et al., 2017). Anplis de sa, prezans nan gwoup fonksyonèl ki gen oksijèn sou sifas CMK -3 amelyore adsorption PhG yo. Kantite maksimòm adsorption (QM) ka rive nan 380.70 mg/g ki te sanble ak valè eksperimantal la. Anplis de sa, valè 1/n PhG yo te kalkile yo dwe 0.22, ki te<0.5. it="" indicated="" that="" the="" adsorption="" of="" the="" phgs="" on="" the="" cmk-3="" could="" take="" place="" easily="" (fu="" et="" al.,="" 2007;="" gan="" et="" al.,="" 2018).="" this="" indicated="" that="" the="" adsorption="" of="" phenylethanoid="" glycosides="" on="" cmk-3="" was="" not="" completely="" a="" physical="" adsorption="" process.="" phgs="" contain="" multiple="" hydroxyl="" groups="" which="" might="" form="" hydrogen="" bonds="" with="" the="" oxygen-containing="" functional="" groups="" on="" the="" cmk-3="" and="" offer="" weak="" chemical="" adsorption="" for="" the="" adsorption.="" therefore,="" cmk-3="" adsorption="" of="" phgs="" was="" a="" complex="" adsorption="" process="" combining="" physical="" adsorption="" with="">
Sinetik adsorption
Kapasite adsorption CMK-3 yo te envestige kòm yon fonksyon tan pou detèmine tan ekilib adsorption nan Figi 9A. Ankèt la montre ke pousantaj adsorption ekilib la piti piti diminye ak piti piti nivelman kòm kapasite adsorption a apwoche ekilib. Li te jwenn ke ekilib la adsorption te rive nan apre 14 èdtan. Pousantaj rapid adsorption inisyal la ta ka akòz gwo gradyan konsantrasyon ant PhG yo ak CMK-3 nan solisyon an ak sifas CMK-3 te gen gwo disponiblite sit aktif.
Sinetik adsorption te evalye pa aplikasyon an nan pseudo-premye-lòd, pseudo-dezyèm-lòd, ak andedan-patikil difizyon modèl yo. Grafik trase modèl pseudo-premye lòd, pseudo-dezyèm lòd, ak modèl difizyon andedan patikil pou PhGs adsorption sou CMK-3 yo te montre nan Figi 9B–D, respektivman.
Fòm lineyè modèl sinetik yo eksprime jan sa a: Pseudo-premye-lòd (Li et al., 2017a):
log (qe − qt )=logqe − K1/2.303 t (4)
Pseudo-dezyèm-lòd (Tang et al., 2018):
t/qt=1/K2q2e plis t/qt (5)
kote K1 (1/min) ak K2 (g/mg·min−1 ) se konstan pousantaj ekwasyon pousantaj pseudo-premye lòd ak ekwasyon pousantaj pseudo-dezyèm lòd, respektivman. qe (mg/g) se kapasite adsorption teyorik nan ekilib.
Modèl difizyon andedan patikil:
qt=Kpt1/2plis C (6)
kote Kp se konstan difizyon andedan patikil (mg/g min) ak C se refleksyon efè kouch fwontyè (mg/g).
Valè qe kalkile, konstan pousantaj, ak koyefisyan korelasyon yo montre nan Tablo 4. Modèl pseudo-dezyèm lòd la bay yon valè R2 0.998, pandan y ap valè R2 modèl pseudo-premye lòd la. te 0.84. Li implique ke modèl pseudo-dezyèm lòd la montre yon pi bon relasyon lineyè pase modèl pseudo-premye lòd la. Figi 9C montre ke trase lineyè t/qe vs t montre bon akò ak done eksperimantal ki soti nan modèl pseudo-dezyèm lòd la. Qe kalkile nan pseudo-dezyèm-lòd te byen menm jan ak done eksperimantal (Tablo 4). Rezilta sa yo endike ke pseudo-dezyèm-lòd se te yon modèl kinetik ki pi apwopriye pase pseudo-premye-lòd.
Sepandan, rezilta evalyasyon yo nan modèl pseudo-dezyèm lòd la pa ka detèmine mekanis adsorption potansyèl la. Li te jeneralman aksepte ke sinetik adsorption te kontwole pa mekanis difizyon an, ki gen ladann difizyon ekstèn, difizyon kouch fwontyè, ak difizyon andedan-patikil (Wong et al., 2019). Yo te itilize modèl difizyon entra-patikil la pou detèmine si difizyon entra-patikil yo te etap limite pousantaj la.
Te difizyon entra-patikil la se etap ki limite to lè qt vs t1/2 te lineyè. Difizyon entra-patikil la te sèlman etap kontwole pousantaj lè koub la pase nan orijin nan. Li ka wè nan Figi 9D, ke difizyon entra-patikil te gouvène pa de etap diferan. Premye etap la nan koub la reprezante adsorption sifas yo. Dezyèm etap la endike difizyon andedan patikil nan porositë CMK-3 yo. Kòm trase difizyon entra-patikil la pa t 'pase nan orijin nan, modèl la endike ke mekanis nan adsorption te plis pase yon mekanis ak difizyon entra-patikil pa t' sèlman etap la limite pousantaj. Se konsa, li ka konkli ke mekanis nan adsorption PhGs sou CMK-3 te konplèks ke tou de adsorption sifas ekstèn lan ak difizyon andedan-patikil ki te fèt an menm tan.
sistanch
Eksperyans repetitif
Réutilisabilité se te yon faktè enpòtan pou konsidere itilizasyon ak valè adsorbants nan aplikasyon pratik. Se poutèt sa, yo te teste pèfòmans adsorption siklik CMK-3 pou ekstrè brit la. Figi 10 te montre rezilta adsorption siklik nan CMK-3 pou yon ekstrè brit nan Cistanche tubulosa. Li ka obsève nan Figi 10 ke kapasite adsorption nan CMK-3 chanje soti nan 358.09 ± 4.13 mg/g a 320.78 ± 5.62 mg/g apre twa sik adsorption, ki endike CMK- 3 te gen bon. repetibilite, ak CMK-3 ka itilize repete pou adsorbe glikozid feniletanoid.
KONKLIZYON
Pwopriyete adsorption PhG yo sou twa kalite kabòn mesoporous yo te envestige epi yo te karakterize kabòn mesoporous la anvan ak apre adsorption. Rezilta yo te montre ke CMK{{0}} te gen pi gwo sifas espesifik ak volim pò nan mitan twa adsorban yo (CMK{{- 3, DMC, ak CMK-8), epi li ka adsorbe. Molekil PhGs pi efikas pase DMC ak CMK-8 ki soti nan ekstrè Cistanche tubulosa. Paske gwoup fonksyonèl ki gen oksijèn sou sifas CMK-3 ka bay yon gwo kantite sit adsorption aktif pou molekil PhGs yo. Anplis de sa, lyezon idwojèn yo te fòme ant gwoup idroksil PhG yo ak gwoup fonksyonèl CMK ki gen oksijèn - 3. Kapasite adsorption nan ekstrè brut pou PhGs te 358.09 ± 4.13 mg / g nan kondisyon yo pi bon nan 0.41 mg / L, pH=6 ak 60◦C, ak pousantaj desorption korespondan nan CMK -3 te 95.02. pousan. Done adsorption yo montre ke adsorption PhGs byen swiv modèl Langmuir ak modèl pseudo-dezyèm lòd, modèl difizyon entra-patikil sigjere ke etap yo limite pousantaj nan adsorption yo te modèl difizyon entra-patikil. CMK-3 ka itilize kòm yon adsorban potansyèl pou absòbe PhGs ki soti nan Cistanche tubulosa trè efikas.
sipleman cistanche
DEKLARASYON DISPONIBlite DONE
Tout seri done ki te pwodwi pou etid sa a yo enkli nan atik la / materyèl siplemantè.
KONTRIBYON OTÉ
HX te fè tout eksperyans yo, te fè koleksyon done, analiz done, epi li te ekri maniskri a. WP te ede analize done FT-IR yo epi fè koleksyon done yo. XL te ede eksplike kèk nan rezilta eksperimantal yo ak revize maniskri a. JZ kontribye nan entèpretasyon syantifik rezilta yo ak revize maniskri a.
FINANsman
Nou rekonesan avèk rekonesans sipò Fondasyon Nasyonal Syans Natirèl pou Jèn Syantis nan Lachin (sibvansyon No. 21706166), Pwogram pou jèn talan inovatè nan Shihezi University (CXRC201802), Pwogram pou Scholars Changjiang ak Ekip rechèch inovatè nan inivèsite (Bond No. . IRT_15R46), ak pwojè rechèch etidyan Yangtze River nan Shihezi University (Bondye No. CJXZ201601)
