Mezoporli uglerodda feniletanoid glikozidlarning yuqori adsorbsion samaradorligi

KIRISH

Cistanche tubulosa Orobanchaceae parazit o'simligi edi (Li va boshqalar, 2016; Wang X. va boshqalar, 2017) va u asosan Tamarix o'simliklari va Calotropis turlarining ildizlarida o'sgan (Zhang W. va boshqalar, 2016; Yan va boshqalar. al., 2017).Cistanche tubulosadastlab Shen Nongning Xitoyning Materia Medica jurnalida yozilgan. Miloddan avvalgi 100 yil Cistanche tubulosa o'sishi va o'sishi og'ir ekologik sharoitlarni talab qildi va u shimoliy yarim sharning qurg'oqchil erlari va cho'llarida, masalan, Shinjon, Ichki Mo'g'uliston, Gansu, Tsinxay va Xitoyning Ningxia avtonom viloyatida ekilgan. (Siz va boshqalar, 2016). Cistanche tubulosa buyrakni oziqlantirish, qarishga qarshi, qonning mohiyatini oshirish va katta ichaklarni bo'sh axlatga namlash funktsiyalariga ega bo'lgan qimmatbaho xitoy tonik o'ti edi (Gu va boshq., 2016; Shimada va boshq., 2017; Cui va boshq., 2018) va u b"Song va boshq., 2016; Vang va boshq., 2018) "Cho'llarning jenshen" sifatida obro'ga ega. Cistanche tubulosa Xitoy farmakopiyasida asl manba sifatida rasman qayd etilganCistanches Herba(Xitoycha nomi: Roucon-strong) 2005 yil nashridan (Vang T. va boshq., 2016; Pei va boshq., 2019).

JINSIY FUNKSIYANI YASHLASHTIRISH UCHUN TABIY CISTANCHE TUBULOSA PHGS75% ECH 30% ACT 12%

Oldingi tadqiqotlar Cistanche tubulosa ning bir nechta asosiy kimyoviy tarkibiy qismlarini, jumladan PhGs, iridoidlar va polisaxaridlarni aniqladi (Li va boshq., 2018a). PhG tuzilmalari asosan sinnamik kislota va fenil etil spirtidan iborat bo'lib, ular efir va glikozid aloqalari orqali -glyukopiranozaga bog'langan (Luo va boshq., 2010) va PhGs turli xil xususiyatlarga ega bo'lgan Cistanche tubulosa ning asosiy faol komponentlari sifatida qabul qilingan. farmakologik faoliyat (Liao va boshq., 2018). Tadqiqot shuni ko'rsatdiki, PhGs neyroproteksiya, immunitetni tartibga solish, yallig'lanishga qarshi, jigarni himoya qilish va antioksidant kabi turli xil dorivor xususiyatlarga ega (Aiello va boshq., 2015; Shiao va boshq., 2017; Wu va boshq., 2018, 2019). Fitokimyoviy baholashlarga ko'ra, PhGs kabilarechinakozid va akteozidCistanche tubulosa ning asosiy faol komponentlari va markerlari hisoblangan (Li va boshq., 2017b), ular odatda Cistanche tubulosa sifatini baholash uchun marker birikmalar sifatida tanlangan va bu birikmalar orqali Cistanche turlari ajratilgan. PhGlar tabiiy ravishda suvda eriydigan birikmalar edi, chunki ularning molekulasida ko'plab gidroksil guruhlari va fenolik gidroksil guruhlari mavjud edi. Shunday qilib, PhG larni Cistanche tubulosa dan suvli eritmada ajratish mumkin.

Tabiiy mahsulotlarni ajratish va tozalash uchun ko'plab usullar ishlab chiqilgan, jumladan adsorbsiya (Liu va boshq., 2016), membranani ajratish (Zhang va boshq., 2018b; Li va boshq., 2019) va erituvchi ekstraktsiyasi va boshqalar (Li) va boshqalar, 2015a, b; Vang S. va boshqalar, 2016; Biroq, membranani ajratish va erituvchi ekstraktsiyasi keng ko'lamli tayyorlash uchun mos emas edi va ular mahsulotlarning yuqori tiklanishiga erishish qiyin edi (Zhang va boshq., 2018a). Adsorbsiya tabiiy mahsulotlarni ajratishning eng keng tarqalgan usullaridan biri edi (Vang S. va boshq., 2016; Konggidinata va boshq., 2017). Noyob va sozlanishi mumkin bo'lgan g'ovak tuzilmalari, yuqori sirt maydonlari va mexanik barqarorligi tufayli mezoporli uglerodlar (g'ovak o'lchami 2 dan 50 nm gacha) adsorbtiv tabiiy mahsulotlar uchun samarali adsorbentlar ekanligi isbotlangan. Tadqiqot shuni ko'rsatdiki, mezopor uglerodlar makromolekulalarni adsorbsiyalash uchun ko'proq mos keladi, masalan, mezopor uglerodlar Qin va boshqalar tomonidan ishlatilgan. eucommia ulmoides barglaridan xlorogen kislotani boyitish uchun (Qin va boshq., 2018). Li va boshqalar. gidrotermik davolash usuli orqali ikkita mezoporli uglerodni sintez qildi va suvdan berberin gidroxlorid va dengiz uchun ikkita mezopor uglerodning adsorbsiya samaradorligini baholadi (Li va boshq., 2018b). U yuqori samarali adsorbent sifatida istiqbolli material deb hisoblangan (Zhang va boshq., 2013; Tian va boshq., 2015; Zhou va boshq., 2016). Bundan tashqari, mezoporli uglerodlar oqava suvdan aromatik birikmalar, bo'yoqlar va og'ir metallarni adsorbtiv ravishda olib tashlash uchun ham qo'llanilgan (Kong va boshq., 2016). Ilgari nashr etilgan ishlarda Liu va boshqalar. Cistanche tubulosa dan PhGlarni adsorbsiyalash uchun makroporozli qatrondan foydalangan va PhG larning tozaligi oshdi, lekin adsorbsiya qobiliyati va desorbsiya tezligi past edi. Makroporozli qatronlar bilan solishtirganda, mezoporli uglerodlar katta o'ziga xos sirt maydoni, mos teshik hajmi va yuqori gözenek hajmining xususiyatlariga ega edi. Shuning uchun mezoporous uglerod PhG uchun yuqori samarali adsorbent hisoblanadi. Ushbu tadqiqotda Cistanche tubulosa dan PhGlarni ajratish va tozalash uchun adsorbent sifatida uch xil mezopor uglerod tanlangan.

Ushbu ishning asosiy maqsadi CMK-3 ning Cistanche tubulosa dan PhGlarni ajratish va tozalash uchun adsorbsion samaradorligini o'rganish edi. Turli kontsentratsiyalar, pH va haroratning CMK- 3 ning adsorbsion ko'rsatkichlariga ta'siri o'rganildi va PhGlarning optimal adsorbsion sharoitlari tekshirildi. Mezoporli uglerodlar FT-IR, BET, TEM va TGA bilan tavsiflangan va adsorbsiya izotermasi va kinetikasi bajarilgan va batafsil tahlil qilingan.

JINSIY FUNKSIYANI YASHLASHTIRISH UCHUN TABIY CISTANCHE TUBULOSA PHGS75% ECH 30% ACT 12%

TAJRIBALAR

Materiallar va reagentlar

Cistanche tubulosa poyasi Congrongtang Biological Technology Co., Ltd. (Sinjon) kompaniyasidan xarid qilingan. ning standartlariechinacoside(tozaligi 98% dan katta yoki unga teng) va akteozid (tozaligi 98% dan katta yoki teng) Sunny Biotech Co., Ltd. (Shanxay) dan sotib olingan. HLPC ning asetonitril, metanol va sirka kislotasi Thermo Fisher Scientific Co., Ltd. (Shanxay) dan sotib olindi. Analitik darajadagi etanol Yongsheng Fine Chemical Co., Ltd. (Tyanjin) dan sotib olingan. Buyurtmalangan mezoporli uglerod (CMK-3), tartibsiz mezoporöz uglerod (DMC) va uch o'lchovli kubik tartibli mezoporöz uglerod (CMK-8) Xianfeng Nano Material Technology Co., Ltd. (Nankin) dan sotib olindi.

Xarakterlash

Tayyorlangan namunalarning morfologiyasi va mikro tuzilmalari 200 KV da ishlaydigan Transmissiya elektron mikroskopi (TEM, Tecnai G2 F20) yordamida tekshirildi. TEM namunalari atrof-muhit sharoitida etanol eritmasining tomchilarini mezoporli materiallar bilan Cu panjaralari tomonidan qo'llab-quvvatlanadigan uglerod plyonkalariga yotqizish orqali tayyorlangan. Odatda, mikroskopning o'lchamlarini oshirish uchun to'lqin uzunligi qisqaroq bo'lgan yorug'lik manbai tanlangan va mezopor uglerodlarning tuzilishini kuzatish mumkin. Yuzaki funktsional guruhlar Fourier transform infraqizil spektroskopiyasi (FT-IR, AVATAR360) yordamida infraqizil nurlanish va modda molekulalari o'rtasidagi o'zaro ta'sirdan foydalangan holda sifat jihatidan o'lchandi. FT-IR zaiflashtirilgan umumiy aks ettirish usuli sinovidan foydalanadi, shartlar qadam o'lchami 2 sm−1 va skanerlash diapazoni 4,000–400 sm−1 edi. Brunauer-Emmett-Teller (BET, ASAP 2460) tomonidan hisoblangan mezopor uglerodlarning o'ziga xos sirt maydoni, g'ovak hajmi va g'ovak hajmi kabi jismoniy tuzilish ma'lumotlari. Adsorbent uchun protsedura quyidagicha edi: mezoporli uglerodlar 60 ° C da 12 soat davomida gazsizlandi va N2 adsorbsion-desorbsiya egri chiziqlari -196 ° C da sinovdan o'tkazildi, ularning o'ziga xos sirt maydoni, g'ovak hajmi va g'ovak hajmini hisoblash uchun. mezoporli uglerod. Termogravimetrik analizator (TGA, STA 449 F3) moddaning harorat-massa munosabatlarini aniqlash uchun termogravimetrikdan foydalanadigan asbob boʻlib, TGA dastur harorati nazorati ostida moddaning massasini harorat funksiyasi sifatida oʻlchaydi. TGA ma'lumotlari havo atmosferasida 10 ° C / min isitish tezligida 30 dan 800 ° C gacha bo'lgan haroratda TGA yordamida olingan.

HPLC tahlili

Ekinakozid va akteozidning tarkibi yuqori samarali suyuqlik xromatografiyasi (HPLC, Waters Co., AQSH) orqali aniqlandi. Tizimga avtonamuna oluvchi, yuqori bosimli nasos va ultrabinafsha (UV) detektori kiritilgan. Tahlil simmetriya C18 ustunida (100Å, 5µm, 4,6 × 250 mm) o'tkazildi. HPLC namunalarni ajratish va aniqlash uchun gradient elutsiya usulidan foydalangan. In'ektsiya halqasining hajmi 10 mikron, ustun harorati 30 ° C, ultrabinafsha spektrofotometrning aniqlash to'lqin uzunligi 330 nm, oqim tezligi 1 ml / min va harakatlanuvchi faza (A) asetonitril va (B) sirka edi. kislota/suv (1:44, v/v).

Adsorbsion muvozanat

CMK- 3 uchun adsorbsiya holatini optimallashtirish tajribasi quyidagi aralashmalar yordamida amalga oshirildi.akteozid va enxanozidva optimal sharoitda, Cistanche tubulosa xom ekstrakti adsorbsion sikl tajribasida amalga oshirildi va barcha adsorbsion tajribalar kamida 3 marta takroran amalga oshirildi. Bir xil tajribalar partiyasida CMK-8 va DMC ning mezoporozli uglerodlari. CMK-3 bilan parallel ravishda ishga tushirildi. Uchta shishaga mos ravishda har biri 10 mg bo'lgan uch xil mezoporli uglerod (CMK- 3, DMC va CMK-8) qo'shildi. Keyin shishaga dastlabki konsentratsiyasi C0 (mg/ml) bo‘lgan 15 ml namuna eritmasi qo‘shildi. Shisha adsorbsion muvozanatga erishilgunga qadar 24 soat davomida 30 ◦C doimiy haroratli silkitgichga joylashtirildi. Keyin 1 ml adsorbsion eritma 0,22 mikron filtr orqali filtrlandi va namuna eritmasining muvozanat konsentratsiyasi Ce (mg/ml) HPLC tomonidan aniqlandi.

Desorbsiya tajribasi

Keyin mezoporli uglerodning desorbsion tajribasi o'tkazildi. 15 ml metanol/sirka kislotasi (9:1, v/v) aralash eritmasi ostida adsorbsiyalangan mezopor uglerod, 30◦C da 1 soat davomida ultratovushli suv hammomiga joylashtirilgan. Olingan desorbsion eritma HPLC yordamida tahlil qilishdan oldin 0,22 filtr bilan filtrlangan.

Adsorbsion quvvati qe (mg/ml) quyidagicha baholandi:

Bu erda V - eritmaning hajmi (ml) va W - mezoporli uglerodlarning og'irligi (g).

NATIJALAR VA MUHOKAMA

Xarakterlash

1-rasmda uch xil mezopor uglerodlarning TEM ko'rsatilgan. DMC tartibsiz g'ovakli tarmoq edi, CMK-8 uch o'lchovli g'ovakli tarmoq strukturasi edi va CMK-3 tartiblangan bir o'lchovli g'ovaklarga ega bo'lgan chiziqli tuzilma bo'lib, hisobot natijalariga o'xshash edi (Vang). va boshqalar, 2006; Luo va boshqalar, 2010).

2-rasmda mezoporli uglerodlarning FT-IR spektri (CMK-3, DMC va CMK-8) va CMK-3 adsorbsiyasidan oldin va keyin FT-IR spektri ko'rsatilgan. 2A-rasmdan ko'rinib turibdiki, mezoporli uglerodlarning sirtlaridagi funktsional guruhlar asosan kislorodli bo'lgan. Uch xil mezoporli uglerodlar spektrlarining umumiy shakllari o'xshash edi. Mezoporli uglerodlar OH ning cho'zilgan tebranish zonasiga ishora qilib, 3,423 sm-1 da tepalik chizig'ini ko'rsatdi. 1580 va 1629 sm−1 mintaqasidagi chiziqlar karbonil va karboksil C=O ning cho‘zilgan tebranishlariga mos keladi. Bundan tashqari, 1,384 sm-1 da yuzaga kelgan cho'qqi alkogolli CO ning cho'zuvchi tebranishlari ekanligi aniqlandi va 2,922 va 2,852 sm-1 da tortish tebranishlari mos ravishda metilen va metil guruhlaridagi CH ga to'g'ri keladi. Bu shuni ko'rsatdiki, mezoporli uglerodlarning sirtlarida mavjud bo'lgan kislorod o'z ichiga olgan guruhlar PhGs molekulalari va mezoporli uglerodlar o'rtasida zaif kimyoviy o'zaro ta'sirga olib kelishi mumkin.

2B-rasmda CMK-3 ning adsorbsiya, akteozid va enxanoziddan oldin va keyin FT-IR spektrlari ko'rsatilgan. 1697 sm−1 da xarakterli choʻqqisi akteozid va enxanoziddagi olefinning C=C darajasidan kelib chiqqan boʻlsa, 1519–1423 sm−1 mintaqasidagi chiziqlar aromatik halqaning choʻzilgan tebranish choʻqqisiga toʻgʻri keladi. {12}}C akteozid va enxanozidda. 1604 sm−1 da choʻzilish tebranishi C=O bogʻi, 1157 sm−1 da choʻqqisi esa akteozid va enxanoziddagi efir bogʻining choʻzilgan tebranishidan kelib chiqqan. Adsorbsiyadan oldingi CMK-3 ning FT-IR spektri bilan solishtirganda, adsorbsiyadan so'ng CMK-3 ning FT-IR spektrida akteozid va enxanozidning xarakterli cho'qqilariga tegishli bo'lgan yangi cho'qqilar paydo bo'ldi.

N2 adsorbsion-desorbsion izotermalari PhG larning CMK-3 ga adsorbsiyasi va adsorbent strukturasini solishtirish uchun muhim parametr edi. 3-rasmda PhGs adsorbsiyasidan keyin mos ravishda CMK-3, CMK-8, DMC va CMK-3 ning N2 adsorbsion-desorbsion izotermalari ko‘rsatilgan. 3-rasmdan ko'rinib turibdiki, mezoporli uglerodlarning izotermasi IV tipdagi izotermaga o'xshash edi, chunki bu turdagi izoterma asosan mezo gözenekli bo'lib, g'ovak o'lchamlari diapazoni 2 dan 50 nm gacha bo'lgan (Sanz Perez va boshq. , 2019). Adsorbsiya va desorbsiya izotermasi orasidagi bo'shliq kapillyar kondensatsiya reaktsiyasi natijasida yuzaga kelgan histerezis halqasi deb ataladi. Kapillyar kondensatsiya reaktsiyalari uchun kapillyar kondensatsiya birinchi navbatda eng kichik teshiklarda sodir bo'ladi (Barsotti va boshqalar, 2016). Bu shuni ko'rsatadiki, CMK-3 DMC va CMK-8 ga qaraganda kichikroq mezoporga ega bo'lib, bu 1-jadval natijalariga mos keladi. kapillyar kondensatsiya bilan bog'liq bo'lgan g'ovaklarning tez to'ldirilishidan dalolat beradi va CMK-3 gözenek tuzilishi oqilona tartibli edi. DMC ning izotermasi H3 gisterezis halqasini ko'rsatadi, bu turdagi histerezis g'ovak adsorbentning aniqlanmagan tuzilishiga sabab bo'lgan gözenekler tarmog'i tufayli tartibsiz g'ovaklarga ega edi. CMK-8 izotermlari H2 gisterezis halqasini ko'rsatadi, bu esa g'ovak tuzilishining murakkabligini va g'ovak hajmining taqsimlanishi notekis ekanligini ko'rsatadi.

CMK-3 ning N2 adsorbsion-desorbsion izotermalari PhGs adsorbsiyasidan oldin va keyin solishtirildi. Adsorbsiyadan keyingi CMK-3 izotermasi ham 3B-rasmdagi IV tip izotermaga o'xshardi. Bu adsorbsiyadan keyin CMK{6}} o'zining mezopor tuzilmasini saqlab qolganligini ko'rsatdi. 1-jadvaldan ko'rinib turibdiki, adsorbsiyadan so'ng CMK-3 ning o'ziga xos yuzasi va g'ovak hajmi sezilarli darajada pasaygan, adsorbsiyadan oldin va keyin CMK-3 o'ziga xos sirt maydoni 1,{{18} dan kamaygan. }}98,02 dan 227,75 m2/g gacha, g'ovak hajmi esa 1,32 dan 0,42 sm3/g gacha kamaydi. Bu PhG molekulalari CMK-3da adsorbsiyalanganligini ko'rsatdi.

Table 1 summarizes the BET-specific surface area, pore volume, and pore size of the four samples. The BET surface areas of CMK-3, DMC, and CMK-8 were 1,098.02, 430.42, and 596.00 m2 /g and the pores volume were 1.32, 0.70, and 0.85 m3 /g, respectively. The pore size of CMK-3 was 4.31 nm, lower than that of CMK-8 (9.58 nm) and DMC (5.18 nm). It can be seen that the pore volume and specific surface area follow the order: CMK-3 >CMK-8 >DMC, while pore size follows the order: DMC >CMK-8 >CMK-3.

4-rasmda uch xil mezopor uglerodlarning (CMK-3, CMK-8 va DMC) TGA egri chiziqlari ko'rsatilgan. 4-rasmdan ko'rinib turibdiki, uchta turdagi mezopor uglerodlar massa yo'qotishning ikkita aniq bosqichiga ega: massa yo'qolishining birinchi bosqichi 100 ° C gacha bo'lgan mezopor uglerodlardagi namlikning bug'lanishi bilan bog'liq, ikkinchi massa yo'qotish bosqichi. CMK- 3, DMC va CMK-8 taxminan mos ravishda 660, 427 va 615◦C da sodir bo'ladi, bu esa mezog'ovak uglerodli materiallarning oksidlovchi termik parchalanishiga to'g'ri keladi. Ko'rinib turibdiki, CMK-3 ning termal parchalanish harorati CMK-3 va CMK-8 dan yuqori, CMK-3 ning termal barqarorligi esa CMKnikidan yaxshiroq edi. -8 va DMC.

Uchta mezoporli uglerodning adsorbsion samaradorligini taqqoslash Uchta adsorbent asosan ugleroddan iborat bo'lganligi sababli, PhG va mezopor uglerod o'rtasidagi adsorbsion o'zaro ta'sir bir xil deb hisoblangan. Shuning uchun adsorbsion ko'rsatkichlardagi farq mezoporli uglerodlarning fizik tuzilishidagi farqdan kelib chiqqan deb hisoblangan. 2-jadvalda uch xil mezopor uglerodlarning adsorbsion ko'rsatkichlari ko'rsatilgan. 2-jadvaldan ko'rinib turibdiki, uchta turdagi mezopor uglerodlarning barchasi PhG ni adsorbsiyalashi mumkin va CMK{2}} CMK-8 va DMCga qaraganda yaxshiroq adsorbsiyaga ega. Bu shuni ko'rsatadiki, mezoporli uglerodlarning g'ovak hajmi PhGs molekulalaridan kattaroq edi va g'ovak hajmi uchta mezoporli uglerod uchun adsorbsiya qobiliyatiga ta'sir qiluvchi asosiy omil emas edi. CMK-3 ning adsorbsion sig'imi va desorbsiya tezligi mos ravishda 189,37 mg/g va 94,96% gacha edi. CMK-3 ning adsorbsion sig'imi CMK-8dan yuqori edi. CMK-3 g'ovak hajmi va o'ziga xos sirt maydoni DMC va CMK-8 dan kattaroq bo'lganligi sababli, bu g'ovak hajmi va o'ziga xos sirt maydoni adsorbsiya samaradorligiga ta'sir qiluvchi asosiy omillar ekanligini ko'rsatdi.

Adsorbsion sharoitlarni optimallashtirish CMK-3 uchun adsorbsiya tajribasini optimallashtirish ikkalasining aralashmasidan foydalangan holda amalga oshirildi.akteozid va enxanozid. Harorat, pH va kontsentratsiya CMK{0}} adsorbsiya samaradorligiga asosiy ta'sir etuvchi omillar edi. Shunday qilib, ushbu uchta ta'sir etuvchi omilning CMK-3 adsorbsiya samaradorligiga ta'siri o'rganildi.

Namuna konsentratsiyasining CMK ning adsorbsion samaradorligiga ta'siri-3

Namuna konsentratsiyasining CMK{0}} ning adsorbsion ko'rsatkichlariga ta'siri 5-rasmda ko'rsatilgan. Konsentratsiya ortishi bilan adsorbsiya sig'imi ortadi. Namuna kontsentratsiyasi 0,41 mg/g ga yetganda, adsorbsion sig‘im namuna konsentratsiyasi ortishi bilan oshmaydi. Namunaning past boshlang'ich kontsentratsiyasida adsorbent faol joylari nisbatan kichik miqdordagi PhGs molekulalarining adsorbsiyasi uchun etarli edi. Bundan farqli o'laroq, namunaning yuqori boshlang'ich kontsentratsiyasida adsorbentlardagi faol joylarning sobit miqdori PhG molekulalari miqdorini ortib borayotgan adsorbsiya qila olmadi. Shunday qilib, PhGs molekulalari uchun CMK-3 ning adsorbsion qobiliyati muvozanatli bo'ladi.

JINSIY FUNKSIYANI YASHLASHTIRISH UCHUN TABIY CISTANCHE TUBULOSA PHGS75% ECH 30% ACT 12%

PH ning CMK ning adsorbsion samaradorligiga ta'siri-3

6-rasmda pH ning CMK ning adsorbsion ko'rsatkichlariga ta'siri ko'rsatilgan-3. 6-rasmdan ko'rinib turibdiki, PhGlarning CMK tomonidan adsorbsiyasi uchun optimal pH qiymati 6 bo'lgan-3. Buning sabablari quyidagilardan iborat: PhGlar ko'p miqdordagi fenolik gidroksil guruhlarga ega va zaif kislotali molekulalarga tegishli edi va turli pH qiymatlari PhG molekulalarining ionlanishi va barqarorligiga ta'sir ko'rsatdi. Fenolik gidroksil guruhlarining ionlanishi past pH qiymatida inhibe qilinadi, PhGsdagi fenolik gidroksil guruhlarning barqarorligi yuqori pH qiymatida pasayadi. PhGsdagi fenolik gidroksil guruhlarining inhibe qilingan ionlanishi PhG va CMK-3 o'rtasidagi elektrostatik o'zaro ta'sirlarning pasayishiga olib keldi, bu esa PhGs uchun CMK-3 ning adsorbsion ko'rsatkichini pasaytirdi. Shunday qilib, CMK{8}} adsorbsiyasi uchun optimal pH 6 edi.

Haroratning CMK ning adsorbsion ishlashiga ta'siri-3

Harorat adsorbsiya jarayonida muhim parametr edi. Harorat nafaqat tashqi chegara qatlami interfeysida, balki adsorbent teshiklari ichida ham PhG molekulalarining tarqalishiga ta'sir qiladi. 7-rasmda haroratning CMK ning adsorbsion qobiliyatiga ta'siri ko'rsatilgan-3. CMK{2}} ning adsorbsion sig'imi harorat 30 dan 60 ◦C gacha ko'tarilganda ortadi. Xabar qilinishicha, asosiy sabab jarayonning endotermik xususiyati tufayli faol joyning harorat oshishi bilan ortib borishi va adsorbsiya haroratining oshishi bilan adsorbentlarning zarracha ichidagi diffuziyasining ortishidir (Peng va boshq., 2015). . Bundan tashqari, PhGs molekulalarining harakatchanligi ortdi va ularning diffuziya qarshiligi harorat oshishi bilan kamaydi. Harorat 60-80 ◦C bo'lganda, adsorbsiya qobiliyati harorat oshishi bilan kamayadi. Bu adsorbsiya harorati optimal qiymatga ega ekanligini va PhGs molekulalari yuqori haroratlarda beqaror bo'lishi mumkinligini ko'rsatdi. Shuning uchun optimal adsorbsion harorat 60 ◦C deb tanlangan.

CMK{0}} ning optimal adsorbsion sharoitlari quyidagicha edi: namuna konsentratsiyasi 0,41 mg/g, eritma pH 6, adsorbsiya harorati 60◦C. Optimal sharoitlarda PhG ning CMK-3 dagi xom ekstraktdagi adsorbsion qobiliyati 358,09 ± 4,13 mg/g ni tashkil etdi, bu makrog'ovak qatronlardagi PhGlarning adsorbsion qobiliyatidan (HPD300, 94,93 mg/g) uch baravar ko'proq edi. (Liu va boshqalar, 2013). Shu bilan birga, CMK{14}} ning desorbsiya darajasi makroporozli qatronga nisbatan 94,67% yuqori edi.

Adsorbsion izotermlar

Adsorbsion izotermlar 8A-rasmda ko'rsatilgan. Muvozanat kontsentratsiyasining ortishi bilan PhG larning adsorbsion qobiliyati oshdi va to'yinganlik holatiga erishdi. PhG larning CMK-3 da adsorbsion ish faoliyatini yanada chuqurroq tushunish uchun CMK-3 ning adsorbsion izotermalari Langmuir va Freundlich modellari yordamida tekshirildi. Turli modellardan olingan adsorbsiya parametrlari adsorbsiya mexanizmlari haqida ba'zi foydali ma'lumotlarni beradi. 8B va C rasmlarda Langmuir va Freundlix modellari tomonidan modellashtirilgan CMK-3 adsorbsion izotermlari tasvirlangan.

Langmuir modeli adsorbsiya adsorbent ichidagi ma'lum bir hil joylarda sodir bo'ladi, adsorbsiyalangan turlar o'rtasida sezilarli o'zaro ta'sir bo'lmaydi va adsorbent bir qatlamdan keyin to'yingan bo'ladi degan taxminlarga asoslanadi.

adsorbent yuzasida adsorbent molekulalari hosil bo'ladi. Chiziqli Lengmyur izotermasi tenglamasini quyidagicha yozish mumkin:

Freundlich modeli odatda ko'p qatlamli va heterojen sirtlarning adsorbsion xususiyatlarini tavsiflash uchun ishlatilgan (Wu va boshqalar, 2017). Uning chiziqli shakli quyidagicha berilgan:

Bu erda qm (mg/g) - nazariy maksimal monoqatlamli adsorbsiya qobiliyati, KL (mL/mg) - adsorbat va adsorbent o'rtasidagi yaqinlikni aks ettiruvchi adsorbsiya energiyasiga bog'liq bo'lgan Langmur konstantasi (Wu va boshq., 2017; He va boshq.). , 2019), KF [(mg/g)•(mL/mg)1/n ] va n - Freundlix konstantalari. KF nisbiy adsorbsion sig’imning ko’rsatkichi, n adsorbsion harakatlantiruvchi kuchning kattaligi va bog’lanish joylarining heterojenligi bilan bog’liq, 1/n esa adsorbsiyaning qulayligini ko’rsatadi.

Izotermiya modellarining parametrlari 3-jadvalda jamlangan. Langmuir modeli CMK-3 dagi PhG larning adsorbsion ma’lumotlarini tavsiflash uchun Freundlich modelidan yaxshiroq bo‘lgan, bu esa PhG larning CMK{{2 ga adsorbsiyasini ko‘rsatgan. }} oddiy bir qatlamli adsorbsiya jarayoni edi (Vang F. va boshq., 2017). Bundan tashqari, kislorod o'z ichiga olgan mavjudligi

CMK{{0}} yuzasidagi funktsional guruhlar PhGlarning adsorbsiyasini kuchaytirdi. Maksimal adsorbsiya miqdori (qm) 380,70 mg / g ga yetishi mumkin, bu tajriba qiymatiga o'xshash edi. Bundan tashqari, PhGs ning 1 / n qiymati 0,22 deb hisoblangan, bu edi<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 PhGs 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 chemisorption. 

Adsorbsion kinetika

CMK-3 adsorbsion sig‘imlari 9A-rasmdagi adsorbsion muvozanat vaqtini aniqlash uchun vaqt funksiyasi sifatida tekshirildi. Tekshiruv shuni ko'rsatadiki, muvozanat adsorbsiya tezligi asta-sekin kamayadi va adsorbsiya qobiliyati muvozanatga yaqinlashganda asta-sekin tekislanadi. Adsorbsion muvozanatga 14 soatdan keyin erishilganligi aniqlandi. Tez boshlang'ich adsorbsiya tezligi eritmadagi PhGs va CMK-3 o'rtasidagi yuqori konsentratsiya gradienti va CMK-3 yuzasida faol joylarning katta mavjudligi bilan bog'liq bo'lishi mumkin.

Adsorbsiya kinetikasi psevdo-birinchi tartib, psevdo-ikkinchi tartib va ​​zarracha ichidagi diffuziya modellarini qo'llash orqali baholandi. Psevdo-birinchi tartibli, psevdo-ikkinchi tartibli modellar va zarracha ichidagi diffuziya modellarining CMK ga PhG-3 adsorbsiyasi uchun chizilgan grafiklari mos ravishda 9B–D-rasmlarda ko'rsatilgan.

Kinetik modellarning chiziqli shakli quyidagicha ifodalanadi:

Pseudo-birinchi tartib (Li va boshq., 2017a):

Pseudo-ikkinchi tartib (Tang va boshq., 2018):

Bu yerda K1 (1/min) va K2 (g/mg·min−1 ) mos ravishda psevdo-birinchi tartibli tezlik tenglamasi va psevdoikkinchi tartibli tezlik tenglamasining tezlik konstantalari. qe (mg/g) - muvozanatdagi nazariy adsorbsion sig'im.

Zarracha ichidagi diffuziya modeli:

Bu yerda Kp - zarracha ichidagi diffuziya konstantasi (mg/g min) va C - chegara qatlami effektining aksi (mg/g).

qe, tezlik konstantalari va korrelyatsiya koeffitsientining hisoblangan qiymatlari 4-jadvalda keltirilgan. Psevdoikkinchi tartibli model R 2 qiymatini 0,998, psevdobirinchi-ning R 2 qiymatini bergan. buyurtma modeli 0 edi.84. Bu psevdo-ikkinchi tartibli model soxta birinchi tartibli modelga qaraganda yaxshiroq chiziqli munosabatlarni namoyish etishini anglatadi. 9C-rasmda t/qe va t ning chiziqli chizmalari psevdo-ikkinchi tartibli modeldagi eksperimental ma'lumotlarga yaxshi mos kelishini ko'rsatadi. Pseudo-ikkinchi tartibdagi hisoblangan qe eksperimental ma'lumotlarga juda o'xshash edi (4-jadval). Ushbu natijalar psevdo-ikkinchi tartib psevdo-birinchi tartibdan ko'ra ko'proq mos kinetik model ekanligini ko'rsatdi.

Biroq, psevdo-ikkinchi tartibli modelni baholash natijalari potentsial adsorbsiya mexanizmini aniqlay olmaydi. Adsorbsiya kinetikasi tashqi diffuziya, chegara qatlami diffuziyasi va zarracha ichidagi diffuziyadan iborat bo'lgan diffuziya mexanizmi tomonidan boshqarilishi umumiy qabul qilingan (Wong va boshq., 2019). Zarracha ichidagi diffuziya modeli zarracha ichidagi diffuziya tezligini cheklovchi bosqich ekanligini aniqlash uchun ishlatilgan.

Zarracha ichidagi diffuziya qt va t1/2 chiziqli bo'lganda tezlikni cheklovchi bosqich deb aytildi. Zarracha ichidagi diffuziya egri chiziq koordinatadan o'tganda tezlikni boshqaradigan yagona qadam edi. Buni 9D-rasmdan ko'rish mumkin, zarracha ichidagi diffuziya ikki xil bosqich bilan boshqariladi. Egri chiziqning birinchi bosqichi sirt adsorbsiyasini ifodalaydi. Ikkinchi bosqich CMK-3 teshiklarida zarracha ichidagi diffuziyani ko'rsatadi. Zarracha ichidagi diffuziya sxemasi kelib chiqish joyidan o'tmaganligi sababli, model adsorbsiya mexanizmi bir nechta mexanizm ekanligini va zarracha ichidagi diffuziya tezligini cheklovchi yagona qadam emasligini ko'rsatdi. Shunday qilib, shunday xulosa qilish mumkinki, PhGsning CMK-3 da adsorbsiyasi mexanizmi murakkab bo'lib, tashqi sirt adsorbsiyasi va zarracha ichidagi diffuziya bir vaqtda sodir bo'lgan.

Takroriy tajriba

Amaliy qo'llanmalarda adsorbentlarning ishlatilishi va qiymatini hisobga olishda qayta foydalanish mumkinligi muhim omil bo'ldi. Shuning uchun, xom ekstrakt uchun CMK-3 ning siklik adsorbsion ko'rsatkichlari sinovdan o'tkazildi. 10-rasmda Cistanche tubulosa xom ekstrakti uchun CMK-3 ning siklik adsorbsiyasi natijalari ko'rsatilgan. 10-rasmdan ko'rinib turibdiki, CMK{4}} ning adsorbsion sig'imi 358,09 ± 4,13 mg/g dan 320,78 ± 5,62 mg/g gacha o'zgarganligi, adsorbsiyaning uch tsiklidan so'ng CMK-3 yaxshi ekanligini ko'rsatdi. takrorlanuvchanligi va CMK-3 PhGlarni adsorbsiyalash uchun qayta-qayta ishlatilishi mumkin.

XULOSALAR

PhGlarning uch xil mezoporli uglerodlarda adsorbsion xususiyatlari o'rganildi va adsorbsiyadan oldin va keyin mezoporöz uglerod tavsiflandi. Natijalar shuni ko'rsatdiki, CMK-3 uchta adsorbent (CMK- 3, DMC va CMK-8) orasida eng katta o'ziga xos sirt maydoni va g'ovak hajmiga ega va u PhG molekulalarini samaraliroq adsorbsiya qila oladi. dan DMC va CMK-8 ga qaragandaCistanche tubulosa ekstrakti.Chunki CMK-3 yuzasida kislorod o'z ichiga olgan funktsional guruhlar PhGs molekulalari uchun ko'p sonli faol adsorbsiya joylarini ta'minlay oladi. Bundan tashqari, PhG ning gidroksil guruhlari va CMK- 3 ning kislorod o'z ichiga olgan funktsional guruhlari o'rtasida vodorod aloqalari hosil bo'lgan. PhGs uchun xom ekstraktning adsorbsion sig'imi 358.09 ± 4,13 mg/g 0,41 mg/L, pH=6 va 60 ◦C optimal sharoitlarda va CMK ning mos keladigan desorbsiya tezligi. -3 95,02% edi. Adsorbsiya ma'lumotlari shuni ko'rsatdiki, PhG larning adsorbsiyasi Langmuir modeli va psevdo-ikkinchi tartibli modellarga yaqindan amal qiladi, zarracha ichidagi diffuziya modeli adsorbsiya tezligini cheklovchi bosqichlari zarracha ichidagi diffuziya modeli ekanligini ko'rsatdi. CMK-3 Cistanche tubulosa dan yuqori samarali PhG ni adsorbsiyalash uchun potentsial adsorbent sifatida ishlatilishi mumkin.

NATURAL CISTANCHE TUBULOSA EXTRACT CISTANCHE GİT EKSTRATI PHGS75% ECH 30% ACT 12%