柠檬渣吸附Cr6+的荧光性能及数学仿真的研究*

孙 静 李国琴 沈王庆*

1（内江师范学院化学化工学院，四川内江641100） 2（内江师范学院数学与信息科学学院，四川内江641100）

我国盛产柠檬，目前我国柠檬除鲜销外，还有柠檬油、柠檬干片、柠檬汁等加工产品。柠檬渣是柠檬深加工后的产物，约占柠檬总产量的30%～50%左右。目前对柠檬渣的研究主要有：汪建红等探索了从柠檬渣中提取总黄酮、柠檬苦素；陈月铃等研究了柠檬渣微波改性后的吸附性能，测量了改性柠檬渣对pb2+的吸附率、柠檬渣的比表面积、灰分、孔结构和碘吸附值，并对柠檬渣进行了表征；王辉等对柠檬渣的部分理化指标进行了测定，并比较了用不同柠檬渣配方培养料袋栽平菇的菌丝生长和出菇情况。柠檬渣中含有磷、镁等物质具有一定的荧光性能，而目前对柠檬渣荧光性能的相关研究还鲜见报道。

研究了柠檬原渣及分别经K2SO4、H2SO4、H3PO4、H3BO3、KOH和 ZnCl2改性的柠檬渣吸附Cr6+后的荧光性能，并对出峰位置和强度进行了回归方程的拟合，为柠檬渣的应用提供理论参考。

1 材料与方法

1.1 材料与设备

材料：柠檬渣，内江市安岳县华通柠檬有限公司；K2SO4、H2SO4、H3PO4、H3BO3、KOH、ZnCl2，均为分析纯。

设备：F-4600荧光分光光度计，日本日立公司。

1.2 材料的制备

1.2.1 柠檬渣的化学改性

将柠檬渣烘干、粉碎后过100目筛，备用。分别称取7份预处理后的柠檬渣粉各5.0 g置于100 mL锥形瓶中，各加入10%的K2SO4、H2SO4、H3PO4、H3BO3、KOH和 ZnCl2溶液浸泡4 h，然后抽滤并用蒸馏水清洗至中性，将滤渣在100℃条件下烘干，得到样品。

1.2.2 柠檬渣吸附Cr6+

移取 50 mLCr6+标准溶液 （1.0 μg/mL） 于 8个100 mL锥形瓶中，分别加入0.5 g未处理和经过改性的7种柠檬渣于锥形瓶中，搅拌均匀，吸附1 h，洗涤，抽滤，将滤液稀释移至100 mL容量瓶中定容，摇匀，测其吸光度值。

1.3 材料的荧光性能的测试

1.3.1 仪器条件

采用水平光束几何形状和预扫描功能可自动转换激发波长的F-4600荧光分光光度计，检测波长范围200 nm～900 nm且为零阶光，波长准确度范围±2 nm，波长扫描速度2400 nm/min，测得的数据经380VA荧光解决方案程序标准软件实时采集、处理后输出。

1.3.2 试验方法

将试验样品用石英玻璃片压平后，置于样品池中，将样品池放置在与激光入射方向成45°角位置，同时加入匹配滤光片，选取不同扫描范围，寻找对试样较理想的激发波长、峰值波长及发射的扫描范围（扫描参数设置为EX=3，EM=5）。

1.4 数据处理

试验数据和回归方程采用EXCEL2011和ORIGIN8.0进行处理和拟合。对相应的荧光谱图的出峰位置和峰强进行拟合，R2表示拟合的效果。通过拟合得到的回归方程可以反应出变化的趋势，从而可以确定另一个不易量测的变量值。

2 结果与讨论

2.1 柠檬原渣吸附Cr6+的荧光光谱及回归方程

图1为柠檬原渣吸附Cr6+的荧光光谱，表1为柠檬原渣吸附Cr6+的荧光谱图信息。由图1可知，柠檬原渣吸附Cr6+后在267 nm、276 nm、312 nm、347 nm和367 nm处有明显的吸收峰。

图1 柠檬原渣吸附Cr6+的荧光光谱

表1 柠檬原渣吸附Cr6+的荧光谱图的信息

由表1可知，回归方程的R2为0.953，拟合较好，表明回归曲线方程y=-0.0003x3+0.2929x2-92.865x+9756.7能较好地反映柠檬原渣吸附Cr6+的荧光规律。

2.2 K2SO4改性柠檬渣吸附Cr6+的荧光光谱及回归方程

图2为K2SO4改性柠檬渣吸附Cr6+的荧光光谱，表2为K2SO4改性柠檬渣吸附Cr6+的荧光谱图信息。由图2可知，K2SO4改性柠檬渣吸附Cr6+后在270 nm、293 nm、388 nm处有明显的吸收峰。

图2 K2SO4改性柠檬渣吸附Cr6+的荧光光谱

表2 K2SO4改性柠檬渣吸附Cr6+的荧光谱图的信息

由表2可知，回归方程的R2为1，拟合好，表明回归曲线y=-0.1045x2+68.861x-10908能很好地反映K2SO4改性柠檬渣吸附Cr6+的荧光规律。

2.3 H2SO4改性后柠檬渣吸附Cr6+的荧光光谱及回归方程

图3为K2SO4改性柠檬渣吸附Cr6+的荧光光谱，表3为K2SO4改性柠檬渣吸附Cr6+的荧光谱图信息。

图3 H2SO4改性柠檬渣吸附Cr6+的荧光光谱

表3 H2SO4改性柠檬渣吸附Cr6+的荧光谱图的信息

由图3可知，K2SO4改性柠檬渣吸附Cr6+后在251 nm、316nm、352nm和382nm处有明显的吸收峰。由表3可知，回归方程的R2为0.9955，拟合较好，表明回归曲线y=0.0006x2-0.2338x+41.351能较好地反映K2SO4改性柠檬渣吸附Cr6+的荧光规律。

2.4 H3PO4改性后柠檬渣吸附Cr6+的荧光光谱及回归方程

图4为H3PO4改性柠檬渣吸附Cr6+的荧光光谱，表4为H3PO4改性柠檬渣吸附Cr6+的荧光谱图信息。

图4 H3PO4改性柠檬渣吸附Cr6+的荧光光谱

表4 H3PO4改性柠檬渣吸附Cr6+的荧光谱图的信息

由图4可知，H3PO4改性柠檬渣吸附Cr6+后在258 nm、330 nm和371 nm处有明显的吸收峰。由表4可知，回归方程的R2为1，拟合良好，表明回归曲线y=0.0099x2-5.5564x+803.24能很好地反映H3PO4改性柠檬渣吸附Cr6+的荧光规律。

2.5 KOH改性后柠檬渣吸附Cr6+的荧光光谱及回归方程

图5为KOH改性柠檬渣吸附Cr6+的荧光光谱，表5为KOH改性柠檬渣吸附Cr6+的荧光谱图信息。

图5 KOH改性柠檬渣吸附Cr6+的荧光光谱

表5 KOH改性柠檬渣吸附Cr6+的荧光谱图的信息

由图5可知，KOH改性柠檬渣吸附Cr6+后在261 nm、310 nm和367 nm处有明显的吸收峰。由表5可知，回归方程的R2为1，拟合良好，表明回归曲线y=-0.0146x2+11.303x-1787.3能很好地反映KOH改性柠檬渣吸附Cr6+的荧光规律。

2.6 NaOH改性柠檬吸附Cr6+的荧光光谱及回归方程

图6为NaOH改性柠檬渣吸附Cr6+的荧光光谱，表6为NaOH改性柠檬渣吸附Cr6+的荧光谱图信息。

图6 NaOH改性柠檬渣吸附Cr6+的荧光光谱

表6 NaOH改性柠檬渣吸附Cr6+的荧光谱图的信息

由图6可知，NaOH改性柠檬渣吸附Cr6+后在276 nm、314 nm、341 nm和373 nm处有明显的吸收峰。由表6可知，回归方程的R2为0.9201，拟合较好，表明回归曲线y=-0.0015x2+2.2671x-383.46能较好地反映NaOH改性柠檬渣吸附Cr6+的荧光规律。

2.7 ZnCl2改性后柠檬渣吸附Cr6+的荧光光谱及回归方程

图7为ZnCl2改性柠檬渣吸附Cr6+的荧光光谱，表7为ZnCl2改性柠檬渣吸附Cr6+的荧光谱图信息。

图7 ZnCl2改性柠檬渣吸附Cr6+的荧光光谱

表7 ZnCl2改性柠檬渣吸附Cr6+的荧光谱图的信息

由图7可知，ZnCl2改性柠檬渣吸附Cr6+后在269 nm、317nm、375nm和399nm处有明显的吸收峰。由表7可知，回归方程的R2为0.9201，拟合较好，表明回归曲线y=-0.0015x2+2.2671x-383.46能较好地反映ZnCl2改性柠檬渣吸附Cr6+的荧光规律。

3 结论

试验结果表明，柠檬原渣及分别经K2SO4、H2SO4、H3PO4、H3BO3、KOH 和 ZnCl2改性的柠檬渣，吸附Cr6+后具有明显的荧光吸收峰，回归曲线方程分别为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，均能较好的反映荧光规律。