维生素C改性膨润土的制备及其在蔗汁脱色中的应用（三）

（2）傅里叶红外光谱分析

图7分别为维生素C、碱性土、维生素C膨润土三种材料的红外光谱图。从图中可以看出，碱性土经改性后，产物谱图中的OH-特征峰（873cm^-1处）强度减弱，而增加了波长约1627cm^-1处的吸收峰（归属C=O伸缩振动）以及在1322cm^-1处的吸收峰（归属C—O缩振动），这说明进行了酸碱中和反应，维生素C与膨润土是以化学键的方式结合的。3525～3216cm^-1为维生素C醇羟基R—OH的OH伸缩振动特征吸收峰，反应后这些基团被带入膨润土的表面。此外，膨润土经过复合改性后，其晶格中与Si一O一Si及Si一0A1相关的特征峰（527cm^-1、780cm^-1、1421cm^-1、2359cm^-1等处的振动峰）没有发生明显的变化，因此维生素C对碱性土的改性并没有对膨润土的结构产生较大影响，这与扫描电镜结果一致。

（3）X射线衍射分析

图8分别为维生素C、碱性土、维生素C膨润土三种材料的X射线衍射图。由图可以看出，维生素C在10.55°时出现最大峰值，此后仅在19.96°、25.4°、26.5°、28.2°及31.9°附近出现较强的衍射峰。比较图8的b、c两曲线可发现，维生素C改性膨润土仍基本保留碱性土的结构，这与前面的红外光谱分析结果一致。碱性土的001峰在2θ=5.969°处，根据Bragg方程计算蒙脱土的层间距为1.478nm，而维生素C膨润土在2θ=5.854°处出现衍射峰，计算其层间距为1.508nm，这说明改性后层间距变大，维生素C分子进入了碱性土层间。

（4）热失重分析

图9分别为维生素C、碱性土、维生素C膨润土三种材料的热重分析曲线。由图可知，在150℃之前，出现轻微的失重现象，这说明三者失去了空腔内的结合水。维生素C在200℃即开始急剧分解，到560℃完全分解。维生素C膨润土在250℃时才发生缓慢分解，说明维生素C进入了碱性土层间，在受热时得到了有效的保护，故其热稳定性有所提高，这与前面的XRD表征结果一致。

3、维生素C膨润土在甘蔗汁脱色中的应用

对蔗汁进行脱色，不需添加石灰、磷酸和聚丙烯酰胺，而是加入碱性土约0.2～0.39调节蔗汁的pH到10～11，温度为50℃，吸附时间30min，如不加入过氧化氢和维生素C膨润土，最后测得碱性土的脱色率为21.05％，这说明了碱性土对蔗汁有一定的脱色效果。此外，蔗汁单独添加过氧化氢脱色，由于·OH释放太慢，效果也不理想。因此，在不添加石灰、磷酸和聚丙烯酰胺等的情况下，要达到较高的脱色率和澄清效果，需要开发新的工艺。本论文在碱性土对脱色基础上引入维生素C膨润土一过氧化氢体系进行吸附脱色。

按图1所示的工艺流程对蔗汁进行脱色，不需添加石灰、磷酸和聚丙烯酰胺，而加入碱性土调蔗汁的pH到10～11，再添加2mLH2O2和0.39维生素C土、反应温度为30～60℃，反应时间为30min，最后测得蔗汁的脱色率结果如表1所示。由表1可知，当吸附脱色温度为50℃时，脱色率为62.98％，达到了较好的效果。

三、结论

以维生素C改性碱性土制备了一种含有多羟基化合物的维生素C膨润土，单因素实验表明：5g碱性土分散于99.7％乙醇中，加入4g维生素C，在60℃下反应3h，维生素C膨润土的有机物含量达38.94％。结构表征结果表明：该材料仍保持碱性土的层状结构，表面粗糙多孔，层间距变大，材料热稳定性好。将该材料与过氧化氢协同应用于甘蔗汁澄清脱色中，当40mL的蔗汁经碱性土调节pH后，依次添加2mL过氧化氢和0.39维生素C膨润土反应、50℃反应30min后，蔗汁脱色率达62.98％。该蔗汁脱色工艺不需添加石灰、磷酸和聚丙烯酰胺等添加剂，通过吸附、沉降、过滤等简单工序，即可达到较好的脱色效果，且具有无硫、低温、无毒等优点，有望进一步改善白糖产品的质量，降低甘蔗制糖的成本。此外，维生素C改性膨润土作为一种新型的材料，其应用领域不限于甘蔗汁澄清，在医药、食品保鲜等领域也有望得到应用。

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