甘氨酸在高岭土表面的吸附和热缩合反应

采用TG/DTA、FT-IR和in situ DRIFT等技术对甘氨酸在高岭土表面的吸附和热缩合反应进行了表征, 考察了甘氨酸平衡浓度和溶液pH值对吸附行为的影响, 同时探讨了原位条件下甘氨酸的缩合反应历程. 结果表明, 溶液呈弱酸性时, 甘氨酸在高岭土上的吸附量最大, 但吸附等温线不符合Langmuir模型. 在强酸性、弱酸性和碱性溶液中, 吸附态的甘氨酸分别主要以阳离子、两性离子和阴离子形式存在. 弱酸性溶液中, 甘氨酸的—NH3+基团与高岭土表面的≡S—O−(S为Si或Al)基团之间的氢键作用是吸附的主要驱动力, 而强酸性溶液中, ≡S—O−基团的质子化, 以及碱性溶液中—NH3+向—NH2的转化, 是导致吸附量下降的主要原因. In situ DRIFT结果表明, 在110−160 ℃温区, 有明显的线式二肽形成; 随着温度升高至210 ℃时, 二肽进一步脱水, 形成环化缩合产物哌嗪二酮(DKP). 没有检测到硅酯类或铝酯类中间体的特征峰, 反应可能按氢键促进下的自缩合机理进行, 高岭土的存在使缩合反应温度有明显降低.