CN104028233A - 黑麦秸秆吸附材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种黑麦秸秆吸附材料的制备方法，它是把黑麦秸秆磨成粉，过筛；再将粉末浸泡在去离子水中，用活化好的的淀粉酶和蛋白酶进行酶解，后加入KOH溶液反应，再用稀H2SO4溶液中和；将溶液过滤、晾干，再将晾干的粉末与尿素按1:1的质量比混合均匀，重新浸泡在去离子水中反应5-10小时；过滤晾干，之后用去离子水或用95%的酒精清洗3-4次除去残留的离子液，洗净后烘干即得一种黑麦秸秆吸附材料。本发明的吸附材料具有吸附性能好，制备方法简单，材料来源广，价格低廉等特点。　

Description

黑麦秸秆吸附材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种黑麦秸秆吸附材料，特别涉及可用来作为处理废水的一种吸附材料及制备方法。
背景技术
随着工业化的发展，工业技术给我们生活带来了许多新产品，但同时也对环境造成了许多污染，特别是重金属污染。重金属污染与其他有机化合物的污染不同，不少有机化合物可以通过自然界本身物理的、化学的或生物的净化，使有害性降低或解除。而重金属污染源可长达数十年甚至百年都难以降解。重金属污染最主要是污染水源，这些污染水源进入环境或生态系统后，可通过食物链进行转移、积累、放大，从而对我们生活带来极大的危害。
目前常用来处理含重金属废水的方法有絮凝法、高级氧化法、、膜分离法、电解还原法等，这些方法因处理效率低或成本高等问题，难以大范围推广使用，人们开始寻找廉价易得，可广泛使用的处理废水方法。利用农作物吸附材料吸附废水中的重金属是一种具有发展前景的重金属废水处理方法。
我国作为一个农业大国，作物秸秆产量很大，但在秸秆综合利用方面，利用效率还很低，其大部分秸秆被焚烧或废弃，既浪费资源又污染环境。黑麦秸秆中含有丰富的纤维素，纤维素链中的葡萄糖基环上的羟基可以进行酯化，酶化和共聚反应，因此可将黑麦秸秆通过酯化、醚化或螯合等反应引入具有酸性、碱性或螯合性质的基团，改性制备成一种低成本的的重金属吸附材料，黑麦秸秆吸附材料将大大提高黑麦秸秆的利用效率，并具有以下优点：一是原料丰富、价格低廉；二是对环境友好；三是反应流程简捷、耗时短。
发明内容
本发明的目的是提供一种黑麦秸秆吸附材料及其制备方法。
为实现这一目的，本发明是通过如下技术方案实现的：
采用天然黑麦秸秆作为纤维素的来源，通过酶化、酯化改性制备一种低成本吸附材料。
一种黑麦秸秆吸附材料的制备方法，包括如下步骤：
⑴ 选用成熟高长的黑麦秸秆，用自来水浸泡后进行清洗，除去泥土和灰尘，再用蒸馏水洗涤，在80℃条件下烘干至恒重；
⑵ 将烘干的黑麦秸秆磨成粉，选取分散度好的过60目筛，收集粉末；
⑶ 将收集的粉末浸泡在去离子水中，加入活化好的0.01-0.05mol/L的淀粉酶和蛋白酶，在35-50℃条件下反应1-2小时；
⑷ 加入0.05-0.1mol/L的KOH溶液，反应30-60分钟，再用稀H2SO4溶液中和；
⑸ 将⑷中所得溶液过滤，再晾干，将晾干的粉末与尿素按1:1的质量比混合均匀，重新浸泡在去离子水中，在50℃条件下反应5-10小时；
⑹ 将⑸中溶液过滤晾干，之后用去离子水或用95%的酒精清洗3-4次除去残留的离子液，洗净后在50℃的条件下烘干即得一种黑麦秸秆吸附材料。
本发明具有下列优点和特性；
⑴ 这种黑麦秸秆吸附材料吸附效果优异，能对多种重金属进行有效吸附；
⑵ 与现有技术相比，采用酶降解的方式，将黑麦秸秆中的淀粉和蛋白质进行酶解，同时又不破坏其它成分，过程简单高效；
⑶ 这种吸附材料制造方法简单，成本低廉，环境友好，具有广泛的应用前景。
具体实施方式
实施例一：
选用成熟高长的黑麦秸秆，用自来水浸泡后进行清洗，除去泥土和灰尘，再用蒸馏水洗涤，在80℃条件下烘干至恒重；将烘干的黑麦秸秆磨成粉，选取分散度好的过60目筛，收集粉末；称取所得粉末50g浸泡在去离子水中，加入活化好的0.01mol/L淀粉酶溶液和蛋白酶溶液各2mL，在35-50℃条件下反应1小时，然后加入10mL 的0.05mol/L KOH溶液，反应50分钟，再用H2SO4溶液中和，把中和所得液体过滤，再晾干；将晾干的粉末与尿素按1:1的质量比混合均匀后重新浸泡在去离子水中，在50℃条件下反应6小时，过滤，之后用去离子水清洗3次除去残留的离子液，再用95%的酒精清洗2次，洗净后放入50℃的电热恒温干燥箱中烘干即得黑麦秸秆吸附材料。
实施例二：
选用成熟高长的黑麦秸秆，用自来水浸泡后进行清洗，除去泥土和灰尘，再用蒸馏水洗涤，在80℃条件下烘干至恒重；将烘干的黑麦秸秆磨成粉，选取分散度好的过60目筛，收集粉末；称取所得粉末50g浸泡在去离子水中，加入活化好的0.05mol/L淀粉酶溶液和蛋白酶溶液各2mL，在35-50℃条件下反应2小时，然后加入10mL 的0.1mol/L KOH溶液，反应50分钟，再用H2SO4溶液中和。把中和所得液体过滤，再晾干；将晾干的粉末与尿素按1:1的质量比混合均匀后重新浸泡在去离子水中，在50℃条件下反应8小时，过滤，之后用去离子水清洗3次除去残留的离子液，再用95%的酒精清洗2次，洗净后放入50℃的电热恒温干燥箱中烘干即得黑麦秸秆吸附材料。
实施例三：
选用成熟高长的黑麦秸秆，用自来水浸泡后进行清洗，除去泥土和灰尘，再用蒸馏水洗涤，在80℃条件下烘干至恒重；将烘干的黑麦秸秆磨成粉，选取分散度好的过60目筛，收集粉末；称取所得粉末100kg打入3吨卫生储罐，并往罐中注入适量去离子水，加入活化好的0.05mol/L淀粉酶溶液和蛋白酶溶液各2mL，在50℃条件下反应2小时，然后加入5L的 0.1mol/L KOH溶液，反应1小时，再用H2SO4溶液中和，将中和所得液体用板框压缩机过滤，再晾干；将晾干的粉末与尿素按1:1的质量比混合均匀后重新打入3吨卫生罐中，并注入去离子水，保持在50℃条件下反应8小时，过滤，之后用去离子水清洗4次除去残留的离子液，洗净后在50℃的温度下， 干燥烘干即得一种黑麦秸秆吸附材料。

Claims (4)

1.一种黑麦秸秆吸附材料的制备方法，其特征在于，该制备方法按以下步骤进行：
⑴ 选用成熟高长的黑麦秸秆，用自来水浸泡后进行清洗，除去泥土和灰尘，再用蒸馏水洗涤，在80℃条件下烘干至恒重；
⑵ 将烘干的黑麦秸秆磨成粉，选取分散度好的过60目筛，收集粉末；
⑶ 将收集的粉末浸泡在去离子水中，加入活化好的0.01-0.05mol/L的淀粉酶和蛋白酶，在35-50℃条件下反应1-2小时；
⑷ 加入0.05-0.1mol/L的KOH溶液，反应30-60分钟，再用稀H2SO4溶液中和；
⑸ 将⑷中所得溶液过滤，再晾干，将晾干的粉末与尿素按1:1的质量比混合均匀，重新浸泡在去离子水中，在50℃条件下反应5-10小时；
⑹ 将⑸中溶液过滤晾干，之后用去离子水或用95%的酒精清洗3-4次除去残留的离子液，洗净后在50℃的条件下烘干即得一种黑麦秸秆吸附材料。
2.根据权利要求1所述的一种黑麦秸秆吸附材料的制备方法，其特征在于，在步骤⑶中所用的淀粉酶和蛋白酶的溶度为0.01-0.05mol/L。
3.根据权利要求1所述的一种黑麦秸秆吸附材料的制备方法，其特征在于，在步骤⑷中所用的稀H2SO4溶液的质量分数低于15%。
4.根据权利要求1所述的一种黑麦秸秆吸附材料的制备方法，其特征在于，在步骤⑸中，晾干是采用自然晾干的方式。
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KR20050097403A (ko) * 2004-04-03 2005-10-07 한국과학기술연구원 다공성 흡착 여재 및 그 제조 방법
CN102847516A (zh) * 2012-08-24 2013-01-02 嘉兴学院 一种生物改性秸秆吸附剂及其制备方法和应用

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