一種新型高粱秸稈吸附材料及其製備方法
2023-06-30 21:29:46 5
一種新型高粱秸稈吸附材料及其製備方法
【專利摘要】本發明公開了一種新型高粱秸稈吸附材料的製備方法，它是選用成熟高長的高粱秸稈，用自來水浸泡後進行洗滌，烘乾至恆重再磨成粉，過篩；再將粉末浸泡在去離子水中，用活化好的澱粉酶和蛋白酶進行酶解，後加入KOH溶液反應，再用稀H2SO4溶液中和；將溶液過濾、晾乾，再將晾乾的粉末與尿素按1:1的質量比混合均勻，重新浸泡在去離子水中反應5-10小時；過濾晾乾，之後用去離子水或用95%的酒精清洗3-4次除去殘留的離子液，洗淨後烘乾即得一種新型高粱秸稈吸附材料。這種吸附材料製造方法簡單，成本低廉，環境友好，具有廣泛的應用前景。
【專利說明】 一種新型高粱秸稈吸附材料及其製備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種高粱秸杆吸附材料，特別涉及可用來作為處理廢水的一種吸附材料及製備方法。
【背景技術】
[0002]隨著工業化的發展，工業技術給我們生活帶來了許多新產品，但同時也對環境造成了許多汙染，特別是重金屬汙染。重金屬汙染與其他有機化合物的汙染不同，不少有機化合物可以通過自然界本身物理的、化學的或生物的淨化，使有害性降低或解除。而重金屬汙染源可長達數十年甚至百年都難以降解。重金屬汙染最主要是汙染水源，這些汙染水源進入環境或生態系統後，可通過食物鏈進行轉移、積累、放大，從而對我們生活帶來極大的危害。
[0003]目前常用來處理含重金屬廢水的方法有絮凝法、高級氧化法、、膜分離法、電解還原法等，這些方法因處理效率低或成本高等問題，難以大範圍推廣使用，人們開始尋找廉價易得，可廣泛使用的處理廢水方法。利用農作物吸附材料吸附廢水中的重金屬是一種具有發展前景的重金屬廢水處理方法。
[0004]我國作為一個農業大國，作物秸杆產量很大，但在秸杆綜合利用方面，利用效率還很低，其大部分秸杆被焚燒或廢棄，既浪費資源又汙染環境。高粱秸杆中含有豐富的纖維素，纖維素鏈中的葡萄糖基環上的羥基可以進行酯化，酶化和共聚反應，因此可將高粱秸杆通過酯化、醚化或螯合等反應引入具有酸性、鹼性或螯合性質的基團，改性製備成一種低成本的的重金屬吸附材料，高粱秸杆吸附材料將大大提高高粱秸杆的利用效率，並具有以下優點:一是原料豐富、價格低廉；二是對環境友好；三是反應流程簡捷、耗時短。
【發明內容】
[0005]本發明的目的是提供一種高粱秸杆吸附材料及其製備方法。
[0006]為實現這一目的，本發明是通過如下技術方案實現的:
採用天然高粱秸杆作為纖維素的來源，通過酶化、酯化改性製備一種低成本吸附材料。
[0007]—種高粱秸杆吸附材料的製備方法，包括如下步驟:
(1)選用成熟高長的高粱秸杆，用自來水浸泡後進行清洗，除去泥土和灰塵，再用蒸餾水洗滌，在80°C條件下烘乾至恆重；
⑵將烘乾的高粱秸杆磨成粉，選取分散度好的過60目篩，收集粉末；
(3)將收集的粉末浸泡在去離子水中，加入活化好的0.01-0.05mol/L的澱粉酶和蛋白酶，在35-50°C條件下反應1-2小時；
(4)加入0.05-0.lmol/L的KOH溶液，反應30-60分鐘，再用稀H2SO4溶液中和；
(5)將⑷中所得溶液過濾，再晾乾，將晾乾的粉末與尿素按1:1的質量比混合均勻，重新浸泡在去離子水中，在50°C條件下反應5-10小時；
(6)將(5)中溶液過濾晾乾，之後用去離子水或用95%的酒精清洗3-4次除去殘留的離子液，洗淨後在50°C的條件下烘乾即得一種高粱秸杆吸附材料。
[0008]本發明具有下列優點和特性；
(1)與現有技術相比，採用酶降解的方式，將高粱秸杆中的澱粉和蛋白質進行酶解，同時又不破壞其它成分，過程簡單高效；
⑵這種吸附劑吸附效果優異，能對多種重金屬進行有效吸附；
⑶這種吸附材料製造方法簡單，成本低廉，環境友好，具有廣泛的應用前景。
【具體實施方式】
[0009]實施例一:
選用成熟高長的高粱秸杆，用自來水浸泡後進行清洗，除去泥土和灰塵，再用蒸餾水洗滌，在80°C條件下烘乾至恆重；將烘乾的高粱秸杆磨成粉，選取分散度好的過60目篩，收集粉末；稱取所得粉末50g浸泡在去離子水中，加入活化好的0.0lmol/L澱粉酶溶液和蛋白酶溶液各2mL，在35-50°C條件下反應I小時，然後加入IOmL的0.05mol/L KOH溶液，反應50分鐘，再用H2SO4溶液中和，把中和所得液體過濾，再晾乾；將晾乾的粉末與尿素按1:1的質量比混合均勻後重新浸泡在去離子水中，在50°C條件下反應6小時，過濾，之後用去離子水清洗3次除去殘留的離子液，再用95%的酒精清洗2次，洗淨後放入50°C的電熱恆溫乾燥箱中烘乾即得高粱秸杆吸附材料。
[0010]實施例二:
選用成熟高長的高粱秸杆，用自來水浸泡後進行清洗，除去泥土和灰塵，再用蒸餾水洗滌，在80°C條件下烘乾至恆重；將烘乾的高粱秸杆磨成粉，選取分散度好的過60目篩，收集粉末；稱取所得粉末50g浸泡在去離子水中，加入活化好的0.05mol/L澱粉酶溶液和蛋白酶溶液各2mL，在35-50°C條件下反應2小時，然後加入IOmL的0.lmol/L KOH溶液，反應50分鐘，再用H2SO4溶液中和。把中和所得液體過濾，再晾乾；將晾乾的粉末與尿素按1:1的質量比混合均勻後重新浸泡在去離子水中，在50°C條件下反應8小時，過濾，之後用去離子水清洗3次除去殘留的離子液，再用95%的酒精清洗2次，洗淨後放入50°C的電熱恆溫乾燥箱中烘乾即得高粱秸杆吸附材料。
[0011]實施例三:
選用成熟高長的高粱秸杆，用自來水浸泡後進行清洗，除去泥土和灰塵，再用蒸餾水洗滌，在80°C條件下烘乾至恆重；將烘乾的高粱秸杆磨成粉，選取分散度好的過60目篩，收集粉末；稱取所得粉末IOOkg打入3噸衛生儲罐，並往罐中注入適量去離子水，加入活化好的0.05mol/L澱粉酶溶液和蛋白酶溶液各2mL，在50°C條件下反應2小時，然後加入5L的
0.lmol/L KOH溶液，反應I小時，再用H2SO4溶液中和，將中和所得液體用板框壓縮機過濾，再晾乾；將晾乾的粉末與尿素按I: I的質量比混合均勻後重新打入3噸衛生罐中，並注入去離子水，保持在50°C條件下反應8小時，過濾，之後用去離子水清洗4次除去殘留的離子液，洗淨後在50°C的溫度下，乾燥烘乾即得高粱秸杆吸附材料。
【權利要求】
1.一種新型高粱秸杆吸附材料的製備方法，其特徵在於，該製備方法按以下步驟進行: (1)選用成熟高長的高粱秸杆，用自來水浸泡後進行清洗，除去泥土和灰塵，再用蒸餾水洗滌，在80°C條件下烘乾至恆重； ⑵將烘乾的高粱秸杆磨成粉，選取分散度好的過60目篩，收集粉末； (3)將收集的粉末浸泡在去離子水中，加入活化好的0.01-0.05mol/L的澱粉酶和蛋白酶，在35-50°C條件下反應1-2小時； (4)加入0.05-0.lmol/L的KOH溶液，反應30-60分鐘，再用稀H2SO4溶液中和； (5)將⑷中所得溶液過濾，再晾乾，將晾乾的粉末與尿素按1:1的質量比混合均勻，重新浸泡在去離子水中，在50°C條件下反應5-10小時； (6)將(5)中溶液過濾晾乾，之後用去離子水或用95%的酒精清洗3-4次除去殘留的離子液，洗淨後在50°C的條件下烘乾即得一種高粱秸杆吸附材料。
2.根據權利要求1所述的一種高粱秸杆吸附材料的製備方法，其特徵在於，在步驟⑶中所用的澱粉酶和蛋白酶的溶度為0.01-0.05mol/L。
3.根據權利要求1所述的一種高粱秸杆吸附材料的製備方法，其特徵在於，在步驟⑷中所用的稀H2SO4溶液的質量分數低於15%。
4.根據權利要求1所述的一種高粱秸杆吸附材料的製備方法，其特徵在於，在步驟(5)中，晾乾是採用自然晾乾的方式。
【文檔編號】B01J20/30GK104028230SQ201410237784
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年6月1日 優先權日:2014年6月1日
【發明者】李 榮 申請人:李 榮