活性炭國家專精特新“小巨人”企業活性炭產學研合作

　　糖類的提取分離用什么方法比較好?糖類分離用活性炭的效果好不好?

　　糖是天然產物中一種廣泛存在的豐富類型的極性，親水和高度支化的有機化合物。由于在許多手性碳原子，異構體的可能性以及三維結構的若干差異，造成糖類的分離和純化困難。糖類分離用活性炭的原理有那些，在分離過程中裝有活性炭的色譜柱應用于果糖糖漿的生產中�；钚蕴康膹碗s孔為糖的分離提供了足夠長的路徑。同時，表面官能團有助于活性炭和不同糖類之間形成不同的親和力，從而達到選擇性吸附分離糖類的目的。

　　活性炭分離糖的原理

　　通過對活性炭的浸漬改性活化，活性炭中碳骨架的穩定性意味著鋅以配位或絡合而不是共價的形式與C骨架​​結合。這種結合形式使表面鋅通過其自身的備用電子與糖分子結合�？紤]到羰基吸收峰的增加，羥基數目的減少是由于表面羥基的減少而不是羧基上的羥基的減少。羥基數量的減少和含氧官能團數量的增加可能歸因于ZnCl 2介導的熱過程和氧化反應。含氧官能團數目的增加反過來促進鋅離子與活性炭表面的穩定結合。表面羧基的豐度和穩定性對于表面陽離子配合物的形成很重要，并且活性炭的吸附能力與由羧基形成的陽離子配合物有關。因此，浸漬基團中羧基和鋅配合物數量的增加增強了活性炭的電子捕獲能力。一般來說，糖類可以與活性炭的羥基形成非特異性氫鍵，也可以與活性炭的鋅形成配位或絡合結構。羥基數目的減少削弱了活性炭與糖分子形成隨機氫鍵的能力。因此，非特異性結合數目的減少相對地增加了糖的異構端上的Zn與羥基之間的特異性結合的數目�；钚蕴康奶禺愋枣I和非特異性鍵之間的比例變化為糖類提供了更好的選擇性。

　　活性炭分離目標糖的效果

　　將活性炭裝入直徑為24 mm的色譜柱中，達到色譜柱總高度的2/3，并使用上層色譜儲液瓶壓緊過夜。在從柱上的讀數刻度洗脫的過程中，高度保持不變。將八種糖標準品(d-核糖，d-葡萄糖，d-果糖，乳糖，蔗糖，麥芽糖，蜜三糖和蜜三糖)溶解在蒸餾水中以制備0.5 M的溶液�；旌习朔N不同的10 mL標準糖溶液，濃縮至糖漿狀溶液，用于活性炭柱分離。如標準解決方案所示​圖1a，b，用特定的方法對八種糖類實現良好的特異性和分離性。八種糖類的最低檢出限為13–21μg/ mL�；钚蕴苛械膱D示如下所示數字​圖1C。三糖和二糖實現組間和組內的精細分離。對于單糖，成功地將d-核糖與果糖和葡萄糖分離。作為具有醛和酮形式的一對異構體，果糖和葡萄糖也以一定程度分離。

　　圖1：色譜柱分離的八種糖的色譜圖，柱中裝有70%的ZnCl 2浸漬的活性炭。

　　糖分子上的羥基均具有弱的負電荷，而糖的異構端的羥基可被去質子化并在存在堿的情況下具有強的負電荷。糖分子上的負電荷與交流表面上鋅的正電荷之間的相互作用以及交流上的含氧官能團與糖分子上的羥基之間的氫鍵使洗脫過程中糖的保留時間不同。在復雜的孔結構中，糖之間的保留時間差異進一步擴大。隨著糖分子中碳原子數目的增加，要分離的糖中電荷和結構的異質性變得更加明顯。因此，二糖和三糖組的分離性能要比單糖組更好。

　　糖類分離用活性炭的測試中發現ZnCl 2的浸漬會增加活性炭的孔隙率，并產生對糖分子具有高度親和力的微晶格結構�；瘜W表征結果表明，含鋅的新表面結構對八種糖具有更好的選擇性�；�于以上結構和化學性質的變化，糖類可以通過裝有活性炭的色譜柱成功分離。這種方法也可以低成本廣泛用于含糖廢水的處理。

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