氨基酸离子液体体系下电催化降解壳聚糖研究汇总.pdf

硕士论文 基于氨基酸离子液体体系电催化降解壳聚糖研究 r+ JIlll／rrflIlllIIJJIflll rHIIIIIIIJ 摘 要 低分子量壳聚糖因其独特的生理活性和功能特性广泛应用于医药、食品、农业、 化妆品等领域。然而自然界中获取的壳聚糖分子量往往较高，这极大限制了其应用。 因此，研究壳聚糖降解具有重要的意义。目前，降解壳聚糖一般采用低沸点酸性物质 (如盐酸、醋酸等)处理，污染环境，回收困难，迫切需要污染环境小、回收方便， 能够替代低沸点酸性物质的环境友好型溶剂，真正实现绿色降解壳聚糖。氨基酸离子 液体(AAⅡ．s)nA天然氨基酸为原料，能够较好地溶解极性或非极性高分子材料，液态 范围宽，导电率高，无污染，可循环使用，被誉为环境友好绿色溶剂。 溶液体系下对壳聚糖进行电催化降解，利用氨基酸离子液体溶解高分子材料及较高离 子导电率等性能，试图代替低沸点酸性物质，真正实现绿色制备低分子量壳聚糖。探 讨了不同因素对降解效果的影响，分析了降解前后产物的结构变化，研究了电催化降 解壳聚糖反应的动力学及作用机理。同时，对离子液体重复使用性进行了研究。本文 主要研究结论如下： (1)在[Gly]C1离子液体溶液体系下电催化降解壳聚糖反应后，分子量得到明显降 低。降解效果随电流密度、反应温度、原料粘均分子量的增大而提高，随壳聚糖初始 浓度的增大而降低，随离子液体浓度的增加先降低后不变；降解反应基本不改变壳聚 糖的主链结构和脱乙酰度，只在其端基处生成羰基或羧基；降解产物的结晶度及热稳 定性与原料相比有所降低；回收的离子液体重复3次仍能用于壳聚糖降解，有效实现 循环使用； (2)在[GlylCl离子液体溶液体系下电催化降解壳聚糖反应符合零级反应动力学； 电催化降解的反应活化能佤=19．1kJ／m01)gYJ,_显低于H202降解(巴=88．5kJ／m01)和亚硝 酸水解(邑=87．1kJ／m01)；降解反应的表观速率常数(回随电流密度(f)及反应温度(乃的 增大而提高，随壳聚糖初始浓度(Ccs)的增大而减小，随离子液体浓度(c)的增大先增 大后减小； 糖的反应机理为：电极表面生成的活性物种(如羟基自由基MOx[·OH】)攻击壳聚糖主 链的p一(1，4)糖苷键，使其断链降解。 关键词：壳聚糖，钛基氧化钌电极，甘氨酸盐酸盐离子液体，降解动力学 Abstract 硕士论文 Abstract activitiesfunctional Lowmolecularchitosanwhichhas and weight uniquephysical is usedin andotherfields． propertieswidely has which limitsits However,chitosanhi曲molecularweight greatly application． generally ofchitosanisof low Therefore，thedegradation greatsignificance．Atpresent,many as