芬顿芬顿试剂对田菁胶氧化降解

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1、第26卷第10期应用化学V01．26No．1O2009年1O月CHINESEJOURNALOFAPPLIEDCHEMISTRY0ct．2009芬顿试剂对田菁胶的氧化降解薛蔓张磊。崔元臣(“河南大学化学化工学院开封475001；开封教育学院开封)摘要考察了芬顿试剂对田菁胶的氧化降解行为。系统研究了HO：和Fe用量、温度和降解时间对田菁胶粘度的影响。结果表明，HO：和Fe合适的体积比为2：1。在较低的温度(25℃)和较短的时间(20min)内芬顿试剂就能使田菁胶粘度下降90％以上。另外，pH值的变化对其降解性能影响

2、不大，显示了较好的降解效果。关键词芬顿试剂，田菁胶，氧化降解，粘度中图分类号：0636文献标识码：A文章编号：1000-0518(2009)10-1241-03田菁是我国特有的一种耐涝、耐盐碱、耐贫瘠的一年生豆科类草本植物。田菁胶是从田菁种子的内胚乳中提取的植物胶，属天然高分子化合物，分子主链是，1，4．苷键连接的甘露糖，并含有，1，6一苷键连接的半乳糖侧链，且甘露糖与半乳糖之比为2：1，分子量约2．3×10。田菁胶在溶胀性、水合性、粘性等方面尚达不到纺织、造纸等工业应用的要求，因此在使用前需对其进行氧化降解等

3、改性处理。关于淀粉、壳聚糖等天然高分子的氧化降解已有较多的研究报道2J，而有关田菁胶的氧化降解目前尚鲜有报道。芬顿试剂是指由HO：和Fe组合而成的能够产生羟基自由基(·OH)的强氧化性反应试剂。由于其具有强氧化性，可以有效地去除废水中的四氯化碳、硝基苯、水杨酸等物质一J，以及用于去除印染废水中的有毒物质，并可以降低其色度[8]。但将芬顿试剂用于高分子化合物的氧化降解的报道却较少J。本文采用芬顿试剂作为氧化剂，考察其对田菁胶的氧化降解性能。田菁胶(工业产品)，30％H2O、FeSO·7H2O均为分析纯试剂。JY2

4、001型电子天平；DF—101S型集热式恒温加热磁力搅拌器；NDJ一1型旋转粘度计。0．5mol／L的Fen溶液和1．O％HO：溶液按照文献[9]方法配制。在25℃恒温水浴中用旋转粘度计测定质量分数为1％的田菁胶溶液(200mL)粘度，取l0次平均值。向其中加入适量芬顿试剂。在一定温度下反应一定时间后，冷却至室温，按同样方法测定其粘度。结果与讨论芬顿试剂具有强氧化性的原因是Fe¨和H：O可以生成2种活泼的氢氧自由基，而田菁胶分子主链是，1，4．苷键连接的甘露糖，侧链是，1，6．苷键连接的半乳糖，分子结构中含有众

5、多的苷键，很容易被活泼的氢氧自由基打断，从而使田菁胶分子链断裂，分子量变小，最终导致其水溶液的粘度降低。Fe+H2O2———}Fe+OH一+·OHFe+．OHOH一+FeFe+H，O，——Fe+H+·O，H·O2H+H2O2——_÷O2+H2O+·OHFe¨的用量对芬顿试剂氧化降解田菁胶粘度的影响如图1o所示。从图中可以看到，Fen的用量过少或过多均对芬顿试剂的氧化降解效果造成不利影响。Fe的用量过少，与HO反应时产生的氢氧自由基量较少，造成氧化降解效果下降。Fe的用量过多时，剩余的铁离子可以与田菁胶中的羟基配

6、位，2008—10．14收稿，20094)3-01修回通讯联系人：崔元臣，男，教授；E—mail：yceui@henu．edu．en；研究方向：功能高分子合成及应用1242应用化学第26卷]●Scheme1OxidativedegradationmechanismofsesbaniagumbyFentonreagent形成铁离子交联的田菁胶，田菁胶溶液粘度增加。I，(H0)：V(Fe)=2：1时，芬顿试剂具有最好的氧化降解效果。glI：(Fe)／mL(H202)／mL图1Fe(n)和H：0：(6)用量对田菁胶粘

7、度下降率的影响Fig．1Effectofamountof(口)Feand(6)H2O2ondecreasingratioofviscosityofsesbaniagummI，(H2O2)=1mL，reactiontemperature=25℃，reactiontime=1h；b．(Fe)=1mLHO的用量对田菁胶粘度的影响如图1b所示。HO的用量从0．5mL增大至2．0mL时，田菁胶的粘度下降程度几乎呈线性增加，这是由二者反应产生的氢氧自由基逐渐增多所致。继续增加H：O：的用量，出现了剩余的HO，此时田菁胶的粘

8、度下降率继续缓慢增大，这是由于HO本身具有一定的氧化降解能力，只是其氧化降解能力明显小于芬顿试剂。再次表明HO与Fe合适的体积比为2：1。反应温度对芬顿试剂降解田菁胶效果的影响如图2所示。从图中可以看出，反应温度对芬顿试剂氧化降解田菁胶效果的影响不十分明显，在实验温度范围内(25～50oC)，田菁胶的粘度下降率均在86％以上，显示了极好的降解效果。但在较高温度下，田菁胶的粘度下降率有少