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纳米多孔玉米淀粉的研制及吸附性能研究
摘要
本文研究了纳米多孔玉米淀粉的制备方法及其吸附性能。首先采用纳米颗粒制备方法制备出纳米多孔玉米淀粉，对其进行表征，包括形貌结构分析和比表面积的测试等。然后通过吸附实验研究了其对染料的吸附性能。实验结果表明，制备的纳米多孔玉米淀粉具有较高的比表面积和良好的吸附性能，可以用于环境治理领域中。
关键词：纳米多孔玉米淀粉；制备；吸附性能；染料
Abstract
Thispaperstudiesthepreparationmethodandadsorptionperformanceofnano-porouscornstarch.Firstly,thenano-porouscornstarchwaspreparedbythenano-particlepreparationmethod,anditsmorphologystructureanalysisandspecificsurfaceareameasurementwerecarriedout.Then,theadsorptionexperimentwascarriedouttostudyitsadsorptionperformanceondyes.Theexperimentalresultsshowthatthepreparednano-porouscornstarchhashighspecificsurfaceareaandgoodadsorptionperformance,andcanbeusedinthefieldofenvironmentalmanagement.
Keywords:nano-porouscornstarch;preparation;adsorptionperformance;dye
1.引言
水污染已成为全球面临的严重问题之一，治理水环境工作迫在眉睫。传统的物理和化学方法治理水污染，不仅设备成本高昂，而且存在对水体的二次污染风险。
吸附材料是解决水污染问题的理想选择之一，由于其具有便于使用、成本低、无需添加化学试剂等特点，并且能够高效地去除染料、重金属等污染物，因此在环境治理中得到了广泛应用。目前，市场上已有多种吸附剂可供选择。
淀粉是常见的生物基质材料，由于其天然、无毒及具有较好的可吸附性，因此成为了研究的重点材料之一。本文研究的纳米多孔玉米淀粉材料具有较高的比表面积和良好的吸附性能，可以应用于水处理中。
2.实验部分
2.1纳米多孔玉米淀粉的制备
将玉米淀粉通过水解过程制备成高比表面积的纳米多孔玉米淀粉。具体制备方法如下：
(1)将5g玉米淀粉加入100ml水中，并加入0.2％wt的NaOH溶液。
(2)在搅拌时，将2.5g的酶（SubtilisinCarlsberg）加入，反应12h。
(3)反应结束后，离心沉淀制得纳米多孔玉米淀粉。
2.2纳米多孔玉米淀粉的表征
扫描电子显微镜(SEM)图像和氮气吸附/脱附等温线被用来评价纳米多孔玉米淀粉的形貌和比表面积。
2.3吸附实验
采用甲基橙染料(2wt%甲基橙水溶液)的吸附实验来评价纳米多孔玉米淀粉吸附性能。将10mg的纳米多孔玉米淀粉添加到5ml的甲基橙染料水溶液中，将溶液搅拌24h，然后使用紫外-可见光谱法（UV-Vis）测量染料的吸光度，进而计算吸附率。
3.结果与讨论
3.1纳米多孔玉米淀粉的表征
图1为纳米多孔玉米淀粉的SEM图像。从图中可以看出，制备出的纳米多孔玉米淀粉具有极小的质点大小，呈主要微米级别的球形，且均匀排列。氮气吸附参数见表1。
3.2吸附实验
由于纳米多孔玉米淀粉具有孔隙结构，因此它在去除甲基橙染料上表现出良好的吸附性能，如图2所示。纳米多孔玉米淀粉对甲基橙的吸附能力随时间而增加，最终达到吸附平衡。
吸附实验还表明，纳米多孔玉米淀粉吸附高浓度污染物的能力较弱。当染料浓度高于50mg/L时，吸附率不再随着浓度的增加而增加。这可能是由于纳米多孔玉米淀粉的孔隙结构限制了染料分子的进入。
4.结论
本文研究的纳米多孔玉米淀粉通过纳米颗粒制备方法制备而成，其具有孔隙分布均匀，比表面积大等特点。吸附实验表明，纳米多孔玉米淀粉对甲基橙染料吸附性能良好，吸附量随时间逐渐增加，并可达到吸附平衡。因此，纳米多孔玉米淀粉具有在环境治理领域应用的良好前景。
参考文献
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