檸檬渣吸附Cr6+的熒光性能及數(shù)學(xué)仿真的研究*

孫 靜 李國琴 沈王慶*

1（內(nèi)江師范學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院，四川內(nèi)江641100） 2（內(nèi)江師范學(xué)院數(shù)學(xué)與信息科學(xué)學(xué)院，四川內(nèi)江641100）

我國盛產(chǎn)檸檬，目前我國檸檬除鮮銷外，還有檸檬油、檸檬干片、檸檬汁等加工產(chǎn)品。檸檬渣是檸檬深加工后的產(chǎn)物，約占檸檬總產(chǎn)量的30%～50%左右。目前對檸檬渣的研究主要有：汪建紅等探索了從檸檬渣中提取總黃酮、檸檬苦素；陳月鈴等研究了檸檬渣微波改性后的吸附性能，測量了改性檸檬渣對pb2+的吸附率、檸檬渣的比表面積、灰分、孔結(jié)構(gòu)和碘吸附值，并對檸檬渣進(jìn)行了表征；王輝等對檸檬渣的部分理化指標(biāo)進(jìn)行了測定，并比較了用不同檸檬渣配方培養(yǎng)料袋栽平菇的菌絲生長和出菇情況。檸檬渣中含有磷、鎂等物質(zhì)具有一定的熒光性能，而目前對檸檬渣熒光性能的相關(guān)研究還鮮見報道。

研究了檸檬原渣及分別經(jīng)K2SO4、H2SO4、H3PO4、H3BO3、KOH和 ZnCl2改性的檸檬渣吸附Cr6+后的熒光性能，并對出峰位置和強(qiáng)度進(jìn)行了回歸方程的擬合，為檸檬渣的應(yīng)用提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 材料與設(shè)備

材料：檸檬渣，內(nèi)江市安岳縣華通檸檬有限公司；K2SO4、H2SO4、H3PO4、H3BO3、KOH、ZnCl2，均為分析純。

設(shè)備：F-4600熒光分光光度計，日本日立公司。

1.2 材料的制備

1.2.1 檸檬渣的化學(xué)改性

將檸檬渣烘干、粉碎后過100目篩，備用。分別稱取7份預(yù)處理后的檸檬渣粉各5.0 g置于100 mL錐形瓶中，各加入10%的K2SO4、H2SO4、H3PO4、H3BO3、KOH和 ZnCl2溶液浸泡4 h，然后抽濾并用蒸餾水清洗至中性，將濾渣在100℃條件下烘干，得到樣品。

1.2.2 檸檬渣吸附Cr6+

移取 50 mLCr6+標(biāo)準(zhǔn)溶液 （1.0 μg/mL） 于 8個100 mL錐形瓶中，分別加入0.5 g未處理和經(jīng)過改性的7種檸檬渣于錐形瓶中，攪拌均勻，吸附1 h，洗滌，抽濾，將濾液稀釋移至100 mL容量瓶中定容，搖勻，測其吸光度值。

1.3 材料的熒光性能的測試

1.3.1 儀器條件

采用水平光束幾何形狀和預(yù)掃描功能可自動轉(zhuǎn)換激發(fā)波長的F-4600熒光分光光度計，檢測波長范圍200 nm～900 nm且為零階光，波長準(zhǔn)確度范圍±2 nm，波長掃描速度2400 nm/min，測得的數(shù)據(jù)經(jīng)380VA熒光解決方案程序標(biāo)準(zhǔn)軟件實時采集、處理后輸出。

1.3.2 試驗方法

將試驗樣品用石英玻璃片壓平后，置于樣品池中，將樣品池放置在與激光入射方向成45°角位置，同時加入匹配濾光片，選取不同掃描范圍，尋找對試樣較理想的激發(fā)波長、峰值波長及發(fā)射的掃描范圍（掃描參數(shù)設(shè)置為EX=3，EM=5）。

1.4 數(shù)據(jù)處理

試驗數(shù)據(jù)和回歸方程采用EXCEL2011和ORIGIN8.0進(jìn)行處理和擬合。對相應(yīng)的熒光譜圖的出峰位置和峰強(qiáng)進(jìn)行擬合，R2表示擬合的效果。通過擬合得到的回歸方程可以反應(yīng)出變化的趨勢，從而可以確定另一個不易量測的變量值。

2 結(jié)果與討論

2.1 檸檬原渣吸附Cr6+的熒光光譜及回歸方程

圖1為檸檬原渣吸附Cr6+的熒光光譜，表1為檸檬原渣吸附Cr6+的熒光譜圖信息。由圖1可知，檸檬原渣吸附Cr6+后在267 nm、276 nm、312 nm、347 nm和367 nm處有明顯的吸收峰。

圖1 檸檬原渣吸附Cr6+的熒光光譜

表1 檸檬原渣吸附Cr6+的熒光譜圖的信息

由表1可知，回歸方程的R2為0.953，擬合較好，表明回歸曲線方程y=-0.0003x3+0.2929x2-92.865x+9756.7能較好地反映檸檬原渣吸附Cr6+的熒光規(guī)律。

2.2 K2SO4改性檸檬渣吸附Cr6+的熒光光譜及回歸方程

圖2為K2SO4改性檸檬渣吸附Cr6+的熒光光譜，表2為K2SO4改性檸檬渣吸附Cr6+的熒光譜圖信息。由圖2可知，K2SO4改性檸檬渣吸附Cr6+后在270 nm、293 nm、388 nm處有明顯的吸收峰。

圖2 K2SO4改性檸檬渣吸附Cr6+的熒光光譜

表2 K2SO4改性檸檬渣吸附Cr6+的熒光譜圖的信息

由表2可知，回歸方程的R2為1，擬合好，表明回歸曲線y=-0.1045x2+68.861x-10908能很好地反映K2SO4改性檸檬渣吸附Cr6+的熒光規(guī)律。

2.3 H2SO4改性后檸檬渣吸附Cr6+的熒光光譜及回歸方程

圖3為K2SO4改性檸檬渣吸附Cr6+的熒光光譜，表3為K2SO4改性檸檬渣吸附Cr6+的熒光譜圖信息。

圖3 H2SO4改性檸檬渣吸附Cr6+的熒光光譜

表3 H2SO4改性檸檬渣吸附Cr6+的熒光譜圖的信息

由圖3可知，K2SO4改性檸檬渣吸附Cr6+后在251 nm、316nm、352nm和382nm處有明顯的吸收峰。由表3可知，回歸方程的R2為0.9955，擬合較好，表明回歸曲線y=0.0006x2-0.2338x+41.351能較好地反映K2SO4改性檸檬渣吸附Cr6+的熒光規(guī)律。

2.4 H3PO4改性后檸檬渣吸附Cr6+的熒光光譜及回歸方程

圖4為H3PO4改性檸檬渣吸附Cr6+的熒光光譜，表4為H3PO4改性檸檬渣吸附Cr6+的熒光譜圖信息。

圖4 H3PO4改性檸檬渣吸附Cr6+的熒光光譜

表4 H3PO4改性檸檬渣吸附Cr6+的熒光譜圖的信息

由圖4可知，H3PO4改性檸檬渣吸附Cr6+后在258 nm、330 nm和371 nm處有明顯的吸收峰。由表4可知，回歸方程的R2為1，擬合良好，表明回歸曲線y=0.0099x2-5.5564x+803.24能很好地反映H3PO4改性檸檬渣吸附Cr6+的熒光規(guī)律。

2.5 KOH改性后檸檬渣吸附Cr6+的熒光光譜及回歸方程

圖5為KOH改性檸檬渣吸附Cr6+的熒光光譜，表5為KOH改性檸檬渣吸附Cr6+的熒光譜圖信息。

圖5 KOH改性檸檬渣吸附Cr6+的熒光光譜

表5 KOH改性檸檬渣吸附Cr6+的熒光譜圖的信息

由圖5可知，KOH改性檸檬渣吸附Cr6+后在261 nm、310 nm和367 nm處有明顯的吸收峰。由表5可知，回歸方程的R2為1，擬合良好，表明回歸曲線y=-0.0146x2+11.303x-1787.3能很好地反映KOH改性檸檬渣吸附Cr6+的熒光規(guī)律。

2.6 NaOH改性檸檬吸附Cr6+的熒光光譜及回歸方程

圖6為NaOH改性檸檬渣吸附Cr6+的熒光光譜，表6為NaOH改性檸檬渣吸附Cr6+的熒光譜圖信息。

圖6 NaOH改性檸檬渣吸附Cr6+的熒光光譜

表6 NaOH改性檸檬渣吸附Cr6+的熒光譜圖的信息

由圖6可知，NaOH改性檸檬渣吸附Cr6+后在276 nm、314 nm、341 nm和373 nm處有明顯的吸收峰。由表6可知，回歸方程的R2為0.9201，擬合較好，表明回歸曲線y=-0.0015x2+2.2671x-383.46能較好地反映NaOH改性檸檬渣吸附Cr6+的熒光規(guī)律。

2.7 ZnCl2改性后檸檬渣吸附Cr6+的熒光光譜及回歸方程

圖7為ZnCl2改性檸檬渣吸附Cr6+的熒光光譜，表7為ZnCl2改性檸檬渣吸附Cr6+的熒光譜圖信息。

圖7 ZnCl2改性檸檬渣吸附Cr6+的熒光光譜

表7 ZnCl2改性檸檬渣吸附Cr6+的熒光譜圖的信息

由圖7可知，ZnCl2改性檸檬渣吸附Cr6+后在269 nm、317nm、375nm和399nm處有明顯的吸收峰。由表7可知，回歸方程的R2為0.9201，擬合較好，表明回歸曲線y=-0.0015x2+2.2671x-383.46能較好地反映ZnCl2改性檸檬渣吸附Cr6+的熒光規(guī)律。

3 結(jié)論

試驗結(jié)果表明，檸檬原渣及分別經(jīng)K2SO4、H2SO4、H3PO4、H3BO3、KOH 和 ZnCl2改性的檸檬渣，吸附Cr6+后具有明顯的熒光吸收峰，回歸曲線方程分別為y=-0.0003x3+0.2929x2-92.865x+9756.7、y=-0.1045x2+68.861x-10908、y=0.0006x2-0.2338x+41.351、y=0.0099x2-5.5564x+803.24、y=-0.0146x2+11.303x-1787.3、y=-0.0015x2+2.2671x-383.46、y=0.0001x2+0.3288x-55.905，均能較好的反映熒光規(guī)律。