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药用活性炭的研究进展

发布时间:2021-11-30点击:

内容摘要:本文综述了目前国内药用活性炭的制备、吸附性能检测及应用方面研究报道,指出了药用活性炭的研究方向,并为药用活性炭的应用提供理论依据。

活性炭孔隙结构发达、比表面积大,因此具有较强的吸附能力,作为一种优良吸附剂,在生产和生活的各个领域都有着广泛的用途。制药厂在药剂脱色、提纯和精制过程中需要去除其中的色素和少量杂质,且不引入新的杂质,因此活性炭在药剂提纯和精制方面起着不可替代的作用,硫酸奎宁吸附值是评价药用活性炭吸附性能优劣的一个重要指标,因此,本文通过对目前国内药用活性炭的制备方法及活性炭产品对硫酸奎宁的吸附性能进行综述,指出了药用活性炭的研究方向,并为使用活性炭进行药物提纯和精制提供理论依据。

一、药用活性炭的制备研究进展

杭州木材厂介绍了以杉木屑和松木屑为原料,以ZnCl2为活化剂,在转炉药中生产药用活性炭的生产经验:先将木屑筛选、气流烘干,然后在捏合机中将木屑与ZnCl2均匀混合,持续给转炉进料,在转炉中保持反应温度完成活化过程,出料经回收活化剂漂洗、离心甩水、干燥、球磨、包装等工序得到粉状活性炭产品,产品经检测符合302型药用炭质量标准。文献还报道了检测亚甲基蓝脱色能力、硫酸奎宁吸附性酸碱性、氯离子、硫酸根、总铁盐、重金属、酸溶物、灰分、水分、硫化物、氰化物、未炭化物的方法。

周建斌等以水解木质素为原料,用ZnCl2活化法制备药用活性炭。研究活化温度、活化时间、料液比等对活性炭的得率硫酸奎宁吸附值和亚甲基蓝吸附值的影响,确定了用水解木质素制备药用活性炭适宜的工艺条件:活化温度为550℃,活化时间为2h,料液比为1:3.5,ZnCl2溶液浓度为46波美度(60℃)。结果表明,药用活性炭的得率为50.28%;活性炭的硫酸奎宁吸附值≥120mg/g,亚甲基蓝吸附值180mg/g,pH6.5,铁0.01%,氯化物0.05%,硫酸盐0.05%,灰分2.63%,酸溶物0.6%,水溶性锌盐0.003%,硫化物、重金属(以Pb计)、氰化物、未炭化物均为合格。

骆骏等概括了活性炭的性质、国内外的需求现状、传统的活性炭制备方法、微波法制备活性炭的原理、材料和影响因素。并指出,微波法制备活性炭为活性炭的制备开辟了一条新的途径,微波法具有加热快、热效率高、便于控制、设备体积小、污染小等优点,此外制备出来的活性炭吸附性能优良。但也有不足之处,微波泄露会对人体和周围环境造成危害,微波相关的基础理论研究还相对缺乏,只有解决了这些问题,微波技术才可能得到大规模工业化应用。

孙康以椰果壳、油茶果壳等生物质为原料,讨论了低浸渍比KOH法制备超大比表面积微孔活性炭的制备方法;较系统地研究了无活化剂热解自活化法、K2CO3催化炭化法、酚醛树脂原位聚合沉积法、商品椰壳活性炭浸渍Fe(NO3)3,催化气化扩孔法、物理-化学联合活化法对孔结构定向调控制备孔分布非常集中的活性炭工艺,并探讨了工艺条件对有序孔结构的影响和调控机理。利用孔径-孔容测定仪、TG-MS、TG-DTG、FT-IR、SEM、XPS、XRD等一系列技术方法对活性炭孔结构进行表征;考察了调控得到的微孔型活性炭和中孔型活性炭在电化学、CO2吸附、放射性有机碘-131捕集单宁酸吸附和甘油脱色脱臭中的应用效果。

闰伟综述了以磷酸活化法制备木质素活性炭研究现状,指出了磷酸活化法与氯化锌法相比的优点,研究了以草浆黑液木质素为原料制备活性炭的方法,探讨了活化温度、磷料比、活化时间、活化气氛、升温速率对活性炭性能的影响,研究发现在氮气保护条件下,磷料比为2.5,活化温度为450℃,活化时间为90min,升温速率为5℃/min时,所制活性炭的比表面积为1772m2/g,较高正丁烷吸附量为0.485g/g,得率为 50.66%,灰分含量为<5%,正丁烷脱附残留量为9.45%,得出草浆黑液木质素是制备高性能活性炭的优良原料,并对其应用进行了探讨。

二、药用活性炭的吸附性能研究进展

郁金霞等根据由林业部标准司主持,在南京召开《活性炭检验方法》、《活性炭型号命名法》国家标准审定会的内容,指出活性炭检验方法由原来部级标准提高为国家标准,是我国四级标准制中较高级,属强制性执行标准,应具有国际水平,这将有利于促进活性炭工业发展,提高产品质量,更能满足国际国内市场要求。对活性炭国家标准检验方法测试原理中硫酸奎宁吸附力进行了探讨。

张旭等对国内外活性炭试验方法标准的差异进行了分析。文献指出:活性炭在生产经营活动中用于质量检测和产品性能试验是十分重要的,这就要求检测方法具有一定的可靠性和重现性。我国活性炭检测方法与发达国家相比,还有一定的差距,检测科技人员要不断收集、追踪、研究发达国家先进标准。目前应以国际先进标准为导向,向ASTM标准靠拢,开展各类活性炭对多种方法的评价研究等,逐步完善我国的活性炭检测方法。

付国家等进行了药用活性炭对硫酸奎宁吸附性能的研究。并采用Langmuir和Freundlich吸附等温线模型拟合了活性炭对硫酸奎宁的吸附行为。结果表明:硫酸奎宁吸附量随药用活性炭用量的增加呈上升趋势,但吸附效率却呈下降趋势。在所研究的条件下,活性炭对硫酸奎宁的吸附量随温度和初始浓度的升高而加大,说明Langmuir模型适用于所研究的体系。

三、药用活性炭的应用研究进展

邓先伦等进行了针剂活性炭对维生素B6溶液的脱色试验研究。介绍了中国林科院林化所南京科技开发总公司开 发的专用针剂活性炭应用在某一维生素B6生产厂,进行新工艺VB6溶液脱色实验,经过生产应用取得较理想的效果。李娟等综述了活性炭的性能及其在制药生产中的应用研究。通过了解活性炭的性能,掌握其用法和用量,以便合理地应用在制药生产中以提高制剂质量。建议在制药生产中考虑多方面的因素,采用优选工艺,活性炭才能发挥出显著的性能。

汪震等对药用活性炭灌肠剂的制备进行了研究。通过采用L9(34)正交设计方法,考察药用活性炭灌肠剂的制备工艺,确定药用活性炭灌肠剂的较佳工艺条件。结果表明,较佳工艺条件为用0.5%羧甲基纤维素钠及2.0%羟丙基纤维素作为增稠剂,较佳工艺条件有助于增强药用活性炭的稳定性。

王文平对针用活性炭的使用进行了探讨。文献指出:由于活性炭具有吸附热原、杂质色素及助滤作用,而被广泛运用在化工及制药工业生产。芜湖制药厂在注射剂的制备过程中,经常使用针用活性炭针剂的处方中,而该处方绝大多数都规定了用法用量。尤其在原料质量差,药液过滤不清,澄明度不好,色泽较差的情况下,使用活性炭往往效果显著。但活性炭在吸附杂质的同时也吸附一部份主药。如维生素的注射液中加0.05%活性炭可使含量下降7%,酒石酸锑钾用针用0.1%活性炭含量损失3%,生物碱类注射液用活性炭后含量更会显著下降。因此凡原料质量纯净无热原的药液,不用活性炭而能滤清者,以不用为宜。避免活性炭中可溶性杂质溶人药液,影响药物制剂的稳定性,而使药液色泽加深,析出沉淀,产生药液混浊及含量下降等现象。为了使活性炭在注射液生产中正确使用,综合芜湖制药厂的生产实践,对活性炭的作用原理、质量标准、活性炭的制造及使用和处理方法,作了探讨。

四、结语

本文综述了药用活性炭的制备方法、硫酸奎宁吸附性能、药用活性炭应用的研究,得出:在早期的研究中,氯化锌活化法较为广泛,但磷酸活化法具有更多的优点,是药用活性炭的研究方向;硫酸奎宁是评价药用活性炭吸附性能的重要指标;药用活性炭的应用应遵循一定的方法。