聚酰胺/硅胶吸附剂吸附分离茶多酚的红外光谱( 二 ) _茶叶技术

2　结果与讨论
2.1　吸附前PA/SiO2的红外光谱
图1为扩孔SiO2、PA及PA/SiO2的红外光谱.图1a出现的3 446 cm-1吸收带可指认为SiO2表面由于吸附水蒸气形成二聚的O-H…O-H的υO-H［7］.1 102 cm-1谱带指认为υSi-O.图1b中3 299 cm-1、3 060 cm-1二谱带分别归属于PA分子NH基二聚及多聚的υN-H［7,8］.1 642　cm-1来自C=O基的υC=O ，当PA负载于SiO2之后，红外光谱(图1c)发生了变化.SiO2表面二聚的羟基υO-H(3 446 cm-1)和υSi-O(1 102 cm-1)两谱带分别向低频位移至3 426 cm-1和1 094 cm-1.而PA二聚及多聚的υN-H(3 299 cm-1、3 060 cm-1)分别蓝移至3 309 cm-1及3 106 cm-1 ， υC=O(1 642 cm-1)没有位移.上述现象表明PA分子的NH基同SiO2表面二聚的OH及SiO基相互作用形成多聚的分子间氢键，削弱了O-H及Si-O键，导致υO-H及υSi-O红移.负载于SiO2上的PA分子起了堵塞硅胶表面OH基吸附活性位的作用.载体SiO2经扩孔处理过，复盖在扩孔硅胶表面的PA在SiO2分子的分散作用下，相当一部分PA分子削弱或解除了分子间氢键，而导致υN-H蓝移.PA的υC=O谱带位置保持不变，说明该分子的C=O键没有同硅胶的OH基作用形成氢键.载体SiO2是酸性氧化物，其表面活性基团极易同PA分子中

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基团略呈碱性的NH基相互作用形成氢键，保留PA分子中略呈酸性的C=O基团的吸附活性位.
2.2　PA/SiO2吸附茶多酚的红外光谱

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图2　茶多酚(a)和PA/SiO2吸附茶多酚(b)的红外光谱
Fig.2　IR spectra of (a) tea polyphenol and (b) tea polyphenol adsorbed by PA/SiO2
图2示出自制茶多酚(以儿茶素为主的多酚类混合物)以及PA/SiO2吸附茶多酚的红外光谱.图2a中3 362 cm-1谱峰来自茶多酚分子中OH基的υO-H.茶多酚同PA/SiO2相互作用的结果引起该υO-H谱带(3 362 cm-1)蓝移至3 396 cm-1(图2b).而PA/SiO2吸附剂中PA分子υC=O谱带由1 642 cm-1(图1c)降至1 630 cm-1 ，说明PA分子C=O基端氧同茶多酚分子OH基氢原子相互吸引形成氢键，导致υC=O红移.但茶多酚分子的υO-H谱带由3 362 cm-1蓝移至3 396 cm-1 ，这是由于复盖在扩孔硅胶表面的PA分子的C=O基对茶多酚分子OH基的吸附起了分散茶多酚分子的作用，从而削弱或消除了茶多酚部分分子内及分子间氢键的缘故.上述结果表明PA对茶多酚有吸附作用.
2.3　PA/SiO2吸附咖啡因的红外光谱

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图3　咖啡因(a)和PA/SiO2吸附咖啡因(b)的红外光谱
Fig.3　IR spectra of (a) caffeine and (b) caffeine adsorbed by PA/SiO2
由图3示出的咖啡因及PA/SiO2吸附咖啡因的红外光谱看出，当加入咖啡因后， PA/SiO2中SiO2表面羟基的υO-H谱峰由3 426 cm-1(图1c)降至3 412　cm-1(图3b).咖啡因的两个υC=O谱峰(1 702cm-1、1 663　cm-1)在与吸附剂相互作用之后，其中

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基的υC=O谱带由1 663　cm-1降至1 653　cm-1 ，说明咖啡因分子的

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基端氧同吸附剂中SiO2表面羟基形成氢键，而导致谱带红移.咖啡因分子的另一个基团

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的υC=O谱带(1 702　cm-1)由于其羰基端氧的电负性小于

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基，加上空间位阻的缘故，其羰基没同吸附剂上的羟基形成氢键，因此谱峰位置保持不变.比较图1c与图3b看出，加入咖啡因之后，吸附剂中PA分子的υN-H谱带位置(3 310　cm-1)基本保持不变，说明PA分子的NH基并没同咖啡因分子C=O基形成氢键.上述结果表明SiO2表面OH基对咖啡因有吸附作用， PA对咖啡因没有吸附作用而对茶多酚有吸附作用.负载型PA/SiO2吸附剂是将载体SiO2经高温扩孔处理过，这样一方面减少其表面吸附水蒸汽形成的OH基数量，另一方面提高PA在SiO2表面的复盖度，使硅胶表面残余的OH基减少到最低限度，使其吸附咖啡因的量降至最低水平，提高茶多酚与咖啡因的分离效果.