多孔氧化鎂的制備及其對(duì)糖汁的吸附性能研究

馮淑娟，李利軍*，夏兆博，程昊，黃文藝，李彥青

1(廣西科技大學(xué) 生物與化學(xué)工程學(xué)院，廣西 柳州，545006) 2(廣西糖資源綠色加工重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(廣西科技大學(xué))，廣西 柳州，545006)　3(廣西蔗糖產(chǎn)業(yè)協(xié)同創(chuàng)新中心，廣西 南寧，530004) 4(廣西高校糖資源加工重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(廣西科技大學(xué))，廣西 柳州，545006)

IU560=[A560/(b×ρ)]×1 000

(1)

D/%=[( IU前-IU后)/ IU前]×100

(2)

(8)

?

多孔氧化鎂的制備及其對(duì)糖汁的吸附性能研究

馮淑娟1,2,3,4，李利軍1,2,3,4*，夏兆博1,2,3,4，程昊1,2,3,4，黃文藝1,2,3,4，李彥青1,2,3,4

1(廣西科技大學(xué) 生物與化學(xué)工程學(xué)院，廣西 柳州，545006) 2(廣西糖資源綠色加工重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(廣西科技大學(xué))，廣西 柳州，545006)3(廣西蔗糖產(chǎn)業(yè)協(xié)同創(chuàng)新中心，廣西 南寧，530004) 4(廣西高校糖資源加工重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(廣西科技大學(xué))，廣西 柳州，545006)

采用攪拌-陳化法制備了多孔堿式MgCO3，在500 ℃下灼燒3h，得到了多孔MgO。以赤砂糖回溶糖漿為研究對(duì)象，探討多孔MgO對(duì)赤砂糖回溶糖漿的脫色性能，并以脫色率為指標(biāo)，考察了多孔MgO用量、吸附時(shí)間、吸附溫度、吸附pH值對(duì)赤砂糖回溶糖漿脫色性能的影響。結(jié)果表明：在用量為0.1g、吸附時(shí)間為60min、吸附溫度為60 ℃、pH值為8.00時(shí)，多孔MgO對(duì)糖汁的脫色率為84.7%。用多孔MgO進(jìn)行靜態(tài)吸附動(dòng)力學(xué)和吸附等溫線研究。結(jié)果表明，多孔MgO吸附動(dòng)力學(xué)符合準(zhǔn)二級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型，相關(guān)系數(shù)R2值最高(R2=0.999)，說明其能更好的模擬多孔MgO對(duì)糖汁中非糖物質(zhì)的吸附行為。吸附等溫線符合Langmuir吸附等溫方程。

多孔MgO；吸附；脫色；動(dòng)力學(xué)

赤砂糖是制糖生產(chǎn)的末端產(chǎn)物，雜質(zhì)多、色值高，含糖約為90%[1]，糖汁的清凈化處理是制造高品質(zhì)糖的一道重要工序。用活性炭、大孔樹脂作為吸附劑對(duì)糖汁進(jìn)行脫色除雜已成為經(jīng)典的方法，在國(guó)內(nèi)外的甘蔗糖廠和淀粉糖廠已廣泛使用。

分等級(jí)多孔金屬氧化物由于其特殊的形貌結(jié)構(gòu)、表面性質(zhì)，在催化、吸附分離、醫(yī)藥、功能助劑等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景，特別是在吸附領(lǐng)域表現(xiàn)出優(yōu)異的性能。尤其是多孔結(jié)構(gòu)的金屬氧化物具有高的比表面積、活潑的反應(yīng)活性位點(diǎn)、許多的傳輸與擴(kuò)散孔道、可控的穩(wěn)定性[2]，這些特點(diǎn)使得多孔氧化物在吸附性能方面比一般氧化物表現(xiàn)了更好的優(yōu)越性。MgO是一種重要的無機(jī)化工原料，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有重要的地位，在化工、輕工、食品、醫(yī)藥、催化、陶瓷、耐火材料、涂料和超導(dǎo)材料等領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用[3]。分等級(jí)多孔MgO作為一種堿性金屬氧化物，其表面具有較強(qiáng)的堿性，MgO晶面上的缺陷，使其具有較強(qiáng)的化學(xué)吸附能力。早期的日本就將MgO用于精制糖，取得了很好的脫色效果。但MgO吸附劑不易過濾，故在工業(yè)上就難以將之分離出來；其次，與消石灰等相比，MgO吸咐劑的價(jià)格較高，必須再生回收；再者，MgO濾餅中的糖分損失較大。后有日本專利報(bào)道，將MgO與珍珠巖或硅藻土混合后，可除去糖溶液中所含的有色物，脫色率達(dá)40%～90%。并且煅燒過的混合物可以循環(huán)用于精制糖溶液，而且還發(fā)現(xiàn)，損失的糖分也明顯減少[4]。鑒于MgO對(duì)糖汁脫色具有很好的效果。本研究通過制備的多孔MgO，以實(shí)現(xiàn)用量少也能達(dá)到很好的脫色效果，且與市售的MgO對(duì)糖汁進(jìn)行脫色試驗(yàn)研究對(duì)比，來優(yōu)化多孔MgO對(duì)糖汁脫色工藝。

1　材料與方法

1.1材料與儀器

一級(jí)赤砂糖：柳州市露塘糖業(yè)有限責(zé)任公司糖廠，實(shí)驗(yàn)室配制6.00°Bx；MgCl2、Na2CO3，AR，西隴化工股份有限公司 ；HCl、NaOH，無水乙醇，AR，成都市科龍化工試劑廠。

JJ500型電子天平，東莞市新陽儀器設(shè)備有限公司；AR124CN型分析天平，奧豪斯儀器(上海)有限公司；2WAJ-改型阿貝折射儀，上海物理學(xué)儀器廠；pHS-25型pH計(jì)，上海雷磁儀器廠；恒溫磁力攪拌器，鞏義市予華儀器有限責(zé)任公司；微孔膜過濾器，天津市津騰實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司；UV-2000型可見紫外分光光度計(jì)，上海精密儀器儀表有限公司；XD-3型X射線衍射儀；ZEISS掃描電鏡，德國(guó)；SSA-4300孔徑及比表面積分析儀，北京比奧德電子技術(shù)有限公司；Nexus470型傅里葉變換紅外光譜儀，美國(guó)Nicolet公司；SLX-1008程控箱式電阻爐，杭州卓馳儀器有限公司。

1.2實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1多孔MgO的制備

借鑒祁敏佳[5]用攪拌-靜置法制備堿式碳酸鎂的方法，配置0.2mol/L的Na2CO3和MgCl2·6H2O溶液各200mL，分別恒溫至65 ℃，一次性快速混合(3～4s)，在水浴條件下一定速度攪拌1min，靜置3h，陳化一段時(shí)間，在60 ℃下烘干至恒重，在500 ℃下焙燒3h，得到了多孔MgO。

1.2.2空白試驗(yàn)

分別取0.3g市售MgO和0.1g自制多孔MgO，在pH值為5.0、溫度為30 ℃的條件下反應(yīng)120min，測(cè)定脫色率。

1.2.3靜態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)

分別取6.00°Brix的赤砂糖回溶糖漿回溶糖漿各100mL，以多孔MgO為吸附劑進(jìn)行靜態(tài)吸附試驗(yàn)。

(1)用量的影響：在pH值為5.0，溫度為30 ℃，反應(yīng)時(shí)間120min，考察吸附劑的不同用量(0.05、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5g)對(duì)糖汁脫色率的影響。

(2) 溫度的影響：多孔MgO吸附劑用量為0.1g，pH值為5.0，反應(yīng)時(shí)間120min，考察不同吸附溫度對(duì)糖汁脫色率的影響。

(3) 時(shí)間的影響：多孔MgO吸附劑用量為0.1g，pH值為5.0，溫度60 ℃，考察不同反應(yīng)時(shí)間對(duì)糖汁脫色率的影響。

(4)pH的影響：多孔MgO吸附劑用量為0.1g，確定溫度60 ℃，反應(yīng)時(shí)間60min，考察不同pH值對(duì)糖汁脫色率的影響。

(5) 吸附動(dòng)力學(xué)：取0.3g的多孔MgO，在溫度為60 ℃，pH值為8.0，測(cè)定不同吸附時(shí)間(15、30、45、60、75、90min)下，測(cè)定多孔MgO對(duì)糖汁脫色后的色值。

(6) 吸附等溫線：取不同用量(0.05、0.1、0.2、0.3、0.4g),在溫度為60 ℃，pH值為8.0，時(shí)間為90min，測(cè)定多孔MgO對(duì)糖汁脫色后的色值。

1.2.4色值測(cè)定

依照國(guó)際機(jī)構(gòu)ICUMSA(糖品分析統(tǒng)一方法國(guó)際委員會(huì))的統(tǒng)一規(guī)定進(jìn)行色值測(cè)定。調(diào)節(jié)糖液pH值至7.00后，將其過濾，收集濾液測(cè)其在560nm波長(zhǎng)下的吸光度、折光錘度以及溶液溫度。從而計(jì)算出糖液色值。

計(jì)算公式如下所示：

IU560=[A560/(b×ρ)]×1 000

(1)

其中：IU560,色值；A560，波長(zhǎng)為560nm下所測(cè)得的吸光度；b，比色皿的厚度(cm)；ρ，樣液溶質(zhì)的濃度，g/mL，可用下式計(jì)算：ρ=清汁折光錘度×相應(yīng)視密度(20 ℃)/100。

脫色率由公式(2)計(jì)算得出：

D/%=[(IU前-IU后)/IU前]×100

(2)

其中：D，脫色率，%；IU前，處理前糖液色值；IU后,處理后糖液色值。

1.2.5吸附量計(jì)算[公式(3)][6]

q=(1-C)/m

(3)

式中：q為單位質(zhì)量MgO的色值從初始色值降為最終色值的吸附量;C為糖汁中色素的殘留濃度，即以S1/ S0表示，S0為脫色前色值，S1為脫色后色值；m為多孔MgO的質(zhì)量,g。

2　結(jié)果與分析

2.1樣品表征

2.1.1SEM圖

圖1　市售的MgO和自制的多孔MgO 電鏡圖Fig.1　SEM image of the magnisium oxide of available and porous

圖1-a為市售的MgO電鏡圖。由圖1-a可知，該MgO由簇狀物堆積而成，沒有規(guī)則的形貌特征。圖1-b和圖1-c是自制的MgO整體圖，由圖1-b可知，制得的MgO都呈球形，且粒徑分布較均一。由圖1-c可知，自制的MgO內(nèi)部呈中空狀，整體呈開口的空心狀球形顆粒。圖1-d為自制的MgO局部放大圖，由圖1-d可知，MgO外表面是由納米片狀堆積而成的多孔結(jié)構(gòu)，且粒徑為4.6μm。由此可知，自制的MgO是外部由納米片狀堆積而成內(nèi)部呈中空狀的球形顆粒，且粒徑分布較均一，這樣特殊的結(jié)構(gòu)對(duì)糖汁的吸附脫色有一定的效果。

2.1.2XRD圖

圖2中衍射峰位和標(biāo)準(zhǔn)MgOXRD衍射峰位置一致(2θ=37.0，43.0，62.4，74.8，78.7)，說明所制備的樣品為MgO且純度較高。從圖2中可以看出,MgO典型的(111)，(200)和(220)衍射峰的存在，其強(qiáng)而尖銳的衍射峰可以歸結(jié)為方鎂石特征峰(JCPDS)[7]。所制備樣品的衍射圖譜上幾乎沒有雜峰，說明制得的MgO產(chǎn)物純度極高。在衍射角30°以前，樣品的基線有些不平，這表明該MgO晶體表面的晶格畸變很大，所得的樣品缺乏長(zhǎng)程有序，晶體缺陷也較多。

圖2　多孔MgO的X射線衍射圖Fig.2　XRD pattern of the sythesizded porous magnisium oxide

2.1.3FTIR圖

圖3為MgO樣品的紅外吸收譜圖，如圖3所示，3 430cm-1左右處吸收峰屬于水分子中—OH的伸縮振動(dòng)峰，1 000cm-1以內(nèi)是MgO的特征吸收振動(dòng)峰，1 630cm-1左右處吸收峰屬于水分子中—OH的彎曲振動(dòng)峰，1 450cm-1左右處吸收峰屬于CO32-的特征吸收峰，鍛燒后所得的MgO由于其堿性和活性的增強(qiáng)，MgO非常容易吸收空氣中的CO2和水，導(dǎo)致在3 700cm-1左右處出現(xiàn)Mg(OH)2的振動(dòng)吸收峰[8-11]。

圖3　多孔MgO的傅里葉紅外光譜圖Fig.3　FTIR peetrao of the sythesizded porous magnisium oxide

2.1.4BET圖

根據(jù)吸附-脫附等溫線屬于國(guó)際理論與應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會(huì)(IUPAC)分類的Ⅳ型等溫線。產(chǎn)生的滯后環(huán)屬于H3型，反映出典型的具有平行壁的狹縫狀毛細(xì)孔結(jié)構(gòu)。在相對(duì)壓力較小的低壓段，吸附曲線比較平緩，這是氮?dú)夥肿右詥螌游接诳椎辣砻嫠?；在P/P0≤0.5時(shí)，中孔內(nèi)發(fā)生了毛細(xì)管凝聚現(xiàn)象，使得N2的吸附量增加速度加快，并產(chǎn)生了滯后回線，這是由于氮?dú)夥肿佑袉螌印⒍鄬游街两榭卓椎纼?nèi)毛細(xì)管凝聚引起；在相對(duì)壓力為0.5～1.0區(qū)間,可以看到一個(gè)狹窄的滯泅環(huán),表明在片狀顆粒之間形成了較大的孔結(jié)構(gòu)之后吸附量隨相對(duì)壓力增大緩慢遞增，表明吸附逐漸達(dá)到飽和。由BJH孔徑圖可知，多孔MgO的孔徑主要分布在20nm和80nm左右?？偟膩碚f，孔徑分布還是較均勻的。

圖4　氮?dú)馕摳降葴鼐€及孔徑分布圖Fig.4　N2 adsorption and desorption isotherms and The pore size distribution curve

根據(jù)BET和Langmuir公式計(jì)算，多孔MgO的BET比表面積、平均孔徑、平均孔容如表1所示，可知多孔MgO屬于大介孔材料。

表1　多孔MgO的相關(guān)參數(shù)

2.2結(jié)果

2.2.1初步對(duì)比試驗(yàn)

圖5-A代表自制的多孔MgO，圖5-B代表市售的MgO。由圖5可知，在相同條件下，自制的多孔MgO對(duì)糖汁的脫色率要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于市售的MgO。一方面因?yàn)槎嗫譓gO具有較高的比表面積，而晶面存在缺陷，使得多孔MgO的吸附能力很強(qiáng)，能吸附糖汁中的非糖物質(zhì)，從而達(dá)到很好的脫色效果；另一方面自制的MgO表面是由納米片狀組成的多孔形貌，且內(nèi)部是中空狀，既起到了納米粒子的吸附作用，又因具有多孔結(jié)構(gòu)而使得吸附能力增強(qiáng)。這是市售MgO所不具備的，因?yàn)樗菬o定型的。以下實(shí)驗(yàn)都是對(duì)自制的多孔MgO進(jìn)行糖汁脫色實(shí)驗(yàn)。

圖5　2種MgO對(duì)糖汁脫色率的影響Fig.5　Effect of different magnesime oxide on decolorization rate of remelt syrup

2.2.2多孔MgO用量對(duì)赤砂糖回溶糖漿脫色率的影響

由圖6可知，隨著多孔MgO的用量增加，糖汁的脫色率也隨之增加。這可能是因?yàn)殡S著多孔MgO添加量的增大，糖汁中可供色素物質(zhì)吸附的比表面積以及可利用的吸附位點(diǎn)增大，所以脫色率隨多孔MgO添加量的增加而增大。當(dāng)多孔MgO用量為0.1g時(shí)，脫色率達(dá)到了68.2%，主要?dú)w因于該MgO具有高的比表面積和孔容，以及介孔結(jié)構(gòu)和中空結(jié)構(gòu)。綜合考慮到成本問題，確定多孔MgO用量選用0.1g。

圖6　多孔MgO用量對(duì)糖汁脫色率的影響Fig.6　Effect of dosage of porous magnesime oxide on decolorization rate of remelt syrup

2.2.3吸附溫度對(duì)赤砂糖回溶糖漿脫色率的影響

由圖7可知，當(dāng)溫度為60 ℃時(shí)，多孔MgO對(duì)糖汁的脫色效果最好，脫色率為83%。再隨著溫度的升高，脫色率降低。原因是糖汁中色素分子的擴(kuò)散速率與溫度成正比，溫度高，擴(kuò)散速率大，當(dāng)吸附溫度升高，分子熱運(yùn)動(dòng)加劇，糖液的黏度降低，有利于色素分子與多孔MgO的碰撞吸附。同時(shí)，溫度的升高，也有利于膠體及蛋白質(zhì)的凝聚，從而提高脫色率。當(dāng)溫度過高，會(huì)造成多孔MgO吸附和解析的動(dòng)態(tài)過程，吸附的色素又會(huì)被釋放出來，使脫色率降低。最終確定多孔MgO的吸附溫度為60 ℃。

圖7　吸附溫度對(duì)糖汁脫色率的影響Fig.7　Effect of porous magnesime oxide adsorption temperature on decolorization rate of remelt syrup

2.2.4吸附時(shí)間對(duì)赤砂糖回溶糖漿脫色率的影響

由圖8可知，脫色率隨吸附時(shí)間增加而增大，當(dāng)吸附時(shí)間達(dá)到60min時(shí)，脫色率幾乎達(dá)到最大值，繼續(xù)延長(zhǎng)吸附時(shí)間，脫色率幾乎不變，說明在60min內(nèi)，多孔MgO對(duì)非糖物質(zhì)的吸附達(dá)到飽和狀態(tài)。這歸因于多孔MgO由納米片狀堆積而成，而且具有內(nèi)部呈中空狀的大介孔結(jié)構(gòu)。綜合考慮，應(yīng)選最優(yōu)吸附時(shí)間為60min。

圖8　吸附時(shí)間對(duì)糖汁脫色率的影響Fig.8　Effect of porous magnesime oxide adsorption time on decolorization rate of remelt syrup

2.2.5吸附pH值對(duì)赤砂糖回溶糖漿脫色率的影響

由圖9可知，隨著pH值的升高，多孔MgO對(duì)糖汁的脫色率呈上下波動(dòng)趨勢(shì)。在pH偏酸性條件時(shí)，脫色率相對(duì)較低，在偏堿性條件脫色率略有增長(zhǎng)。因MgO的pHPZC=10.9(零電勢(shì)點(diǎn))，在pH值小于10.5 時(shí)，多孔MgO帶正電荷[12]，在初始pH值小于10 時(shí)，表面帶電荷的多孔MgO通過靜電引力和糖汁中帶負(fù)電的膠體及色素分子結(jié)合而達(dá)到脫色效果。因?yàn)镸gO本身呈堿性，在偏酸性條件下，有一小部分MgO會(huì)溶解于糖汁溶液中而形成Mg2+，會(huì)將Mg2+引入糖汁中產(chǎn)生不良影響，同時(shí)也會(huì)影響脫色效果；在過堿性條件下，OH-濃度增大，擴(kuò)散作用使OH-進(jìn)一步吸附到帶正電的MgO表面，和帶負(fù)電的膠體、色素產(chǎn)生競(jìng)爭(zhēng)吸附使脫色率降低。所以，最終確定pH值為8.0。

圖9　pH值對(duì)糖汁脫色率的影響Fig.9　Effect of porous magnesime oxide pH on decolorization rate of remelt syrup

綜合考慮，多孔MgO用量為0.1g、溫度為60 ℃、pH值為8.0、吸附時(shí)間為60min，多孔MgO的吸附性能最好。

3　吸附模型

分別采用顆粒內(nèi)擴(kuò)散模型、準(zhǔn)一級(jí)動(dòng)力學(xué)模型和準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型研究多孔MgO對(duì)赤砂糖回溶糖漿中非糖物質(zhì)的吸附動(dòng)力學(xué)曲線，顆粒內(nèi)擴(kuò)散速率可由Weber-Morris擴(kuò)散模型方程求出式(4)：

qf=kdt1/2

(4)

式中:kd為代表顆粒內(nèi)擴(kuò)散速率常數(shù)[(g·min1/2)-1]。

Lagergren準(zhǔn)一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程式為

(5)

Lagergren準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)方程式為:

(6)

式(5)和式(6)中，qe與qt分別為平衡時(shí)刻和t時(shí)刻多孔MgO的吸附量(g-1)；k1、k2為準(zhǔn)一級(jí)、準(zhǔn)二級(jí)吸附速率常數(shù)。

多孔MgO的動(dòng)力學(xué)模擬圖形見圖10、圖11和圖12：

圖10　pH值對(duì)糖汁脫色率的影響Fig.10　Effect of porous magnesime oxide pH on decolorization rate of remelt syrup

圖11　Lagergren準(zhǔn)一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程Fig.11 　Lagergren first order reaction kinetics equation

圖12　 Lagergren準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)模擬方程Fig.12　Lagergren second order reaction kinetics equation

表2　Lagergren準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)模擬方程參數(shù)

由上述3個(gè)模擬方程可知：Lagergren準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)的相關(guān)系數(shù)R2=0.999 0，所以多孔MgO對(duì)糖汁中非糖物質(zhì)的吸附過程符合Lagergren準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)模擬方程。

為了研究多孔MgO對(duì)糖汁色素的最大吸附量，采用Langmuir等溫吸附方程和Freundlich等溫吸附方程來擬合吸附過程。

Langmuir等溫吸附方程為：

(7)

Freundlich等溫吸附方程為:

(8)

式中，Ce為吸附平衡時(shí)糖汁色素的濃度，qe為平衡吸附量(g-1)，b為飽和吸附量(g-1)，k和n為吸附特征常數(shù)。

取多孔MgO0.05、0.1、0.2、0.3、0.4g，分別加入到裝有100mL糖汁的燒杯中，在60 ℃水浴中反應(yīng)90min，使其充分達(dá)到吸附平衡。測(cè)定脫色后糖汁色值，由式(3)計(jì)算出平衡吸附量qe和平衡濃度 Ce(色值之比)，qe對(duì)Ce作圖可得圖13。

圖13　Langmuir等溫吸附方程Fig.13　Langmuir isothermal adsorption equation

圖14　Frendlich等溫吸附方程Fig 14　Fendlich isothermal adsorption equation

由圖13、圖14可知，多孔MgO對(duì)糖汁非糖物質(zhì)的等溫吸附模擬方程更符合Langmuir等溫吸附方程，其相關(guān)系數(shù)R2可達(dá)到0.9909。說明吸附屬于單分子層吸附。

3　結(jié)論

本研究用攪拌-陳化法制備了分等級(jí)的多孔MgO，該MgO有幾種結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì)：內(nèi)部呈中空狀、外部是由納米片狀堆積而成、整體結(jié)構(gòu)為多孔球形。且粒徑分布較均一，約為4.6μm，其比表面積為81.5m2/g，孔徑為18.85nm。與市售的MgO相比，多孔MgO對(duì)糖汁的脫色效果尤為明顯。通過優(yōu)化多孔MgO在糖汁脫色中各個(gè)工藝條件，用量為0.1%，脫色率達(dá)到84.7%。這為多孔MgO在在制糖工業(yè)中的應(yīng)用提供了一定的理論依據(jù)。

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Preparationofporousmagnesiumoxideanditsclarificationperformanceinsugarjuiceindustry

FENGShu-juan1,2,3,4，LILi-jun1,2,3,4*,XIAZhao-bo1,2,3,4,CHENGHao1,2,3,4,HUANGWen-yi1,2,3,4，LIYan-qing1,2,3,4

1(CollegeofBiologicalandChemicalEngineering，GuangxiUniversityofScienceandTechnology,Liuzhou545006，China)；2(GuangxiKeyLaboratoryofGreenProcessingofSugarResources，GuangxiUniversityofScienceandTechnology,Liuzhou545006，China)；3(CollaborativeInovationCenterofGuangxiSugarIndustry,Nanning530004，China);4(KeyLaboratoryforProcessigofSugarResourcesofGuangxiHigherEducationInstitutes，GuagxiUniversityofScienceandTechnology,Liuzhou545006，China)

Understandingtheadsorptionpropertiesoftheporousmagnesiumoxideprovidedatheoreticalbasisforitsapplicationinsugarindustry.Theporousmagnesiumoxidewassynthesizedbyhydromagnesitewithastir-ageingmethod.Browngranulatedsugarsyrupwasusedinexploringthefeasibilityofde-colorizationprocessbytheporousmagnesiumoxide.Thede-colorizationratewasusedasanindextoevaluateaffectingparameterssuchastheporousmagnesiumoxidedosage,pHvalue,adsorptiontimeandadsorptiontemperature.Theresultsshowedthattheoptimalprocessconditionswere:theporousmagnesiumoxidedosage: 0.1g,adsorptiontemperature60 ℃,adsorptiontime: 60min,andpHvalue: 8.00.Undertheseoptimalconditions,thede-colorizationratewas84.7%.FurtherstudiesshowthattheadsorptionkineticsoftheporousmagnesiumoxideobeysLagergrenequation.Moreover,theadsorptionisothermcompliedwiththeLangmuirequation.

porousmagnisiumoxide;adsorption;decolorization;adsorptionkinetics

10.13995/j.cnki.11-1802/ts.201608022

碩士研究生(李利軍教授為通訊作者，E-mail:lilijun0562@sina.com)。

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目 (No.31560466)資助

2015-12-04，改回日期：2016-01-08