一種魷魚墨黑色素清除六價鉻離子的方法

2023-05-01 09:15:36 2

一種魷魚墨黑色素清除六價鉻離子的方法
【專利摘要】一種魷魚墨黑色素清除六價鉻離子的方法，其特徵在於步驟為：製備Cr6+吸附劑—魷魚墨黑色素粉末；調節Cr6+溶液pH值至5~5.5，並保溫至30~40℃，按照魷魚墨黑色素粉末：Cr6+=1g:700~800μg的比例，往Cr6+溶液中加入魷魚墨黑色素粉末，攪拌均勻，吸附60~120min後過濾；重複上述操作，採取二次吸附法或多次吸附法直至濾液中Cr6+濃度符合排放要求。本發明以魷魚加工的副產物魷魚墨黑色素作為吸附劑，並對工藝條件進行優化，具有工藝簡單合理、操作方便、成本低廉的特點，採用本發明的方法可實現Cr6+有效清除，每g魷魚墨黑色素粉末吸附Cr6+達到750μg，可減少重金屬對人體的危害，對保障人類的健康具有及其重大的意義。
【專利說明】一種魷魚墨黑色素清除六價鉻離子的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及重金屬離子的清除方法，具體涉及一種魷魚墨黑色素清除Cr6+的方法。
【背景技術】
[0002]魷魚墨是魷魚加工副產物之一，約佔魷魚體重的1.3%(張井.北太平洋魷魚內臟酶解液中重金屬鎘的脫除研究[D].中國海洋大學碩士學位論文，2009)。因為魷魚墨黑色素含有羥基、羧基、氨基或醯胺類官能團，一些金屬離子，如:Cd2+、Pb2+可以通過靜電吸附方式結合到黑色素上，所以魷魚墨黑色素有較強的重金屬清除作用(Chen S G, XueC H, Wang J F，et al.Adsorption of Pb (II) and Cd (II) by squidOmmastrephes bartramiMelanin[J].Bioinorg ChemAppI，2009:901563)。Cr6+ 是對人體健康危害極大的一種有害金屬離子，由於採礦業、皮革加工、合成色素製造業及冶煉工業的不當處理，常常會造成自然水域中Cr6+濃度超標(Sarin V, Singh T S，Pant KK.Thermodynamic andbreakthrough column studies for the selective sorption ofchromium from industrial effluenton activated eucalyptus bark[J].BioresourTechonol, 2006，97:1986 - 1993)。重金屬元素具有生物富集效應，一旦有害金屬元素進入食物鏈，人類將是最終受害者。
[0003]目前，在魷魚墨黑色素對Cr6+清除影響已有所研究(魯婷婷，林琳，褚夢思等.魷魚墨黑色素對Pb2+、Cr6+吸附的影響[J].浙江海洋學院學報(自然科學版)，2012，31 (I):39-43, 48.)，但是還不夠完善，在對Cr6+的有效清除上還不夠理想，因此需要進行進一步優化，以達到對Cr6+的有效清除。

【發明內容】

[0004]本發明所要解決的技術問題是提供一種工藝簡單合理、操作方便且成本低的魷魚墨黑色素清除六價鉻離子的方法，以魷魚墨黑色素作為吸附劑，可實現對Cr6+的有效清除。
[0005]本發明解決上述技術問題所採用的技術方案為:一種魷魚墨黑色素清除Cr6+的方法，其特徵在於步驟依次為:
[0006]1)製備Cr6+吸附劑一魷魚墨黑色素粉末；
[0007]2)調節Cr6+溶液pH值至5~5.5，並保溫至3(T40°C，按照魷魚墨黑色素粉末:Cr6+= 1 g: 700-800 μ g的比例，往Cr6+溶液中加入魷魚墨黑色素粉末，攪拌均勻，吸附60~120min後過濾；
[0008]3)重複上述操作，採取二次吸附法或多次吸附法直至濾液中Cr6+濃度符合排放要求。
[0009]作為改進，所述魷魚墨黑色素粉末的製備過程為:手工去除魷魚墨囊的囊衣取出魷魚墨，然後用去離子水浸泡魷魚墨，攪拌後靜置分層，然後傾倒掉水溶液，反覆水洗至水溶液顏色無黑色，收集不溶性黑色素，在3(T40°C烘箱乾燥，得到結塊的魷魚墨黑色素，將魷魚墨黑色素塊用手工方式破碎成小塊，再用粉碎機破碎得到魷魚墨黑色素粉末。
[0010]作為優選，所述步驟2)中Cr6+溶液pH值是採用5~7mol/L HCl進行調節的。
[0011]最後，所述步驟2)中Cr6+溶液pH值為5.2，保溫至35°C，魷魚墨黑色素粉末:Cr6+=Ig: 750 μ g，吸附時間為 90min。
[0012]與現有技術相比，本發明的優點在於:以魷魚加工的副產物魷魚墨黑色素作為吸附劑，並對吸附條件進行優化，具有工藝簡單合理、操作方便、成本低廉的特點，採用本發明的方法可實現對Cr6+的有效清除，每g魷魚墨黑色素粉末吸附Cr6+達到750 μ g，可減少重金屬對人體的危害，對保障人類的健康具有及其重大的意義。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是本發明的魷魚墨黑色素清除Cr6+工藝流程圖；
[0014]圖2是清除Cr6+對魷魚墨黑色素顆粒形態的影響，a和b分別表示魷魚墨黑色素清除Cr6+前後的掃描電鏡結果；
【具體實施方式】
[0015]以下結合附圖實施例對本發明作進一步詳細描述。
[0016]一種魷魚墨黑色素清除Cr6+的方法，工藝流程見圖1所示，具體步驟為:
[0017]1、魷魚墨黑色素粉末製備:手工去除魷魚墨囊的囊衣取出魷魚墨，然後用去離子水浸泡魷魚墨，攪 拌後靜置分層，然後傾倒掉水溶液，反覆水洗至水溶液顏色幾乎無黑色，收集水不溶性黑色素，40°C下烘箱乾燥，得到結塊的魷魚墨黑色素；將魷魚墨黑色素塊用手工方式儘量破碎成小塊，再用中藥粉碎機高速破碎10s，得到魷魚墨黑色素粉末。
[0018]2、用6mol/L HCl調節Cr6+溶液pH值為5.2，然後水浴保溫至35°C，按照每g魷魚墨黑色素粉能夠清除750 μ g的總鉻計，根據Cr6+溶液體積加入相應質量的魷魚墨黑色素粉，攪拌均勻，吸附90min後過濾。可根據待吸附的Cr6+濃度採取二次吸附法或多次吸附法直至濾液中Cr6+濃度符合排放要求。
[0019]下面通過具體的實驗數據對本發明做進一步說明:
[0020]1、Cr6+吸附條件優化
[0021]設定魷魚墨黑色素粉末加入量與Cr6+比例為魷魚墨黑色素粉末:Cr6=lg:1333y g，選擇吸附溫度、吸附時間和溶液初始pH值進行三因素三水平的Box - Behnken響應面分析試驗，根據公式I建立數學模型，其中y是變量，為常數項，βρ @爿和分別是模型中一次項、二次項和交互項。魷魚墨黑色素清除Cr6+的Box-Behnken響應面分析試驗因素及編碼值見表1，具體試驗結果及方差分析結果分別見表2和表3。
[0022]β,χ) + Σ Σ公式 I
7=1 /=1 ?=1 !=i+l
[0023]表1Box - Behnken響應面分析試驗因素和水平編碼值
【權利要求】
1.一種魷魚墨黑色素清除六價鉻離子的方法，其特徵在於步驟依次為: 1)製備Cr6+吸附劑一魷魚墨黑色素粉末； 2)調節Cr6+溶液pH值至5~5.5，並保溫至3(T40°C，按照魷魚墨黑色素粉末:Cr6+=Ig: 700^800 μ g的比例，往Cr6+溶液中加入魷魚墨黑色素粉末，攪拌均勻，吸附60~120min後過濾； 3)重複上述操作，採取二次吸附法或多次吸附法直至濾液中Cr6+濃度符合排放要求。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於所述魷魚墨黑色素粉末的製備過程為:手工去除魷魚墨囊的囊衣取出魷魚墨，然後用去離子水浸泡魷魚墨，攪拌後靜置分層，然後傾倒掉水溶液，反覆水洗至水溶液顏色無黑色，收集不溶性黑色素，在3(T40°C烘箱乾燥，得到結塊的魷魚墨黑色素，將魷魚墨黑色素塊用手工方式破碎成小塊，再用粉碎機破碎得到魷魚墨黑色素粉末。
3.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於所述步驟2)中Cr6+溶液pH值是採用5~7mol/L HCl進行調節的。
4.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於所述步驟2)中Cr6+溶液pH值為5.2，保溫至35°C，魷魚墨黑色 素粉末:Cr6+=lg:750l.! g，吸附時間為90min。
【文檔編號】C02F101/22GK103848470SQ201210529867
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2012年12月6日 優先權日:2012年12月6日
【發明者】宋茹, 韋榮編 申請人:浙江海洋學院