CN104998619A - 一种介孔土豆渣吸附材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种介孔土豆渣吸附材料及其制备方法，属于环保材料制备领域。本发明是由土豆渣、硝酸镍、硝酸锌和琥珀酸溶液为主要原料制备而成，通过加入琥珀酸溶液浸泡、过滤、晒干、厌氧发酵使其发霉，然后待长出霉芽后灭菌之后经过焙炒、冷却、干燥一系列步骤完成。本发明是通过原有微生物改性土豆渣吸附材料基础上引入硝酸镍、硝酸锌夹杂在土豆渣中，厌氧发酵使得整个土豆渣内部呈膨胀机构，更能促进物质表面的极性且效果显著。本发明方法独特，实例证明介孔土豆渣去除率高达99.6％以上，澄清效果好。

Description

一种介孔土豆渣吸附材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种介孔土豆渣吸附材料及其制备方法，属于环保材料制备领域。

背景技术

土豆又叫做马铃薯，属于茄科多年生草木植物，扁圆形或高15～18cm，块茎可供食用，是全球第三大重要粮食作物，仅次于小麦和玉米。中国是世界马铃薯总产量最多的国家，种植面积占世界的1/4；淀粉是食用马铃薯的主要能量来源，目前我国大部分地区土豆加工业主要就是提取淀粉，但随着淀粉产业的迅速发展，土豆渣的污染问题也是越来越严重，现在我国大中型淀粉产有800多个，每年排放的土豆渣达到400多万吨，这些土豆渣大多数是被废弃的，极少部分是用来喂养牲口，造成了严重的环境污染。

近年来，随着经济的发展，石油、化工等重工业发展迅速，各地化工企业如雨后春笋般涌出，随之而来的空气、水污染问题也日益为人们所重视，由此而产生各种污水也成为行业发展制约因素之一。而为了保持企业的可持续发展，减少水资源的浪费和环境污染、提高企业经济效益和社会效，对各种废水进行深度处理势在必行。目前处理污水的方法多种多样，比如：活性污泥法、厌氧处理法、真菌法等，但是目前比较有效的还是一种新型微生物改性方法，它是通过微生物的生长方式来改变物质的表面性能，从而提高吸附效果，比如，公开号为CN102631895A，名称为“葛根渣吸附材料及其制备方法”采用的就是微生物生长方式来改变物质表面性能达到活化目的，但是该方法无法改变物质内部结构，从而造成吸附材料弃费、材料的利用率不高，吸附性能也不能提高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题：针对微生物生长方式只能够改变物质表面性能，提高吸附效果，但是无法改变物质内部结构，从而造成吸附材料浪费、材料的利用率不高，吸附性能也不能提高的弊端；提供了一种介入土豆渣吸附材料及其制备方法，有效地改变了物质的内部结构，节约了吸附材料，提高了材料的利用率。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

所述的一种介孔土豆渣吸附材料，是由土豆渣、硝酸镍、硝酸锌和琥珀酸溶液为主要原料制备而成。

所述一种介孔土豆渣吸附材料及其制备方法，其步骤在于：

(1)取提取土豆素后的土豆渣130～140g，加入含有质量分数为25％～30％琥珀酸溶液600～800mL浸泡；

(2)在上述混合物中加入6～9g硝酸镍、7～10g硝酸锌，室温下搅拌2.0～2.5h；

(3)过滤，滤渣在自然通风的条件下晾干；

(4)把晾干后的土豆渣混合物用鸡鸭粪覆盖，并保持温度70℃～75℃，厌氧发酵13～18天；

(5)把厌氧发酵后的土豆渣放在阴暗、潮湿、通风的地方发霉；

(6)在发霉期间，每隔15min用氯仿溶液淋湿，待霉芽长出0.8～1.4μm时，用质量分数为2.2％～2.8％H₂0₂溶液灭菌；

(7)灭菌后，在火炉上反复焙炒，然后迅速冷却、冷冻和干燥，即可得到介孔土豆渣吸附材料。

本发明在原有微生物改性土豆渣吸附材料基础上，加入硝酸镍、硝酸锌在琥珀酸溶液的混合体系中，经引入硝酸镍和硝酸锌夹杂在土豆渣中，通过厌氧发酵使得整个土豆渣内部呈膨胀机构，以土豆渣为基质，镍、锌为骨架、霉芽为生长点，经灭菌后形成介孔。

本发明的有益效果是：

(1)利用土豆渣作为主要吸附材料，使得吸附材料成本得到降低；

(2)在原有微生物改性土豆渣吸附材料基础上加入硝酸镍、硝酸锌，促进物质表面的急性性能，提高了吸附材料的吸附性能；

(3)在表面改性过程中，利用土豆渣内部膨胀，形成介孔，从而使得表面性能得到了加强。

具体实施方式

该吸附材料是由土豆渣、硝酸镍、硝酸锌和琥珀酸溶液为主要原料制备而成。

首先取提取土豆素后的土豆渣130～140g，加入含有质量分数为25％～30％琥珀酸溶液600～800mL浸泡；然后在上述混合物中加入6～9g硝酸镍、7～10g硝酸锌，室温下搅拌2.0～2.5h；接下来过滤，滤渣在自然通风的条件下晾干；之后把晾干后的土豆渣混合物用鸡鸭粪覆盖，并保持温度70℃～75℃，厌氧发酵13～18天；随后把厌氧发酵后的土豆渣放在阴暗、潮湿、通风的地方发霉；在发霉期间，每隔15min用氯仿溶液淋湿，待霉芽长出0.8～1.4μm时，用质量分数为2.2％～2.8％H₂0₂溶液灭菌；最后灭菌后，在火炉上反复焙炒，然后迅速冷却、冷冻和干燥，即可得到介孔土豆渣吸附材料。

实例1

首先取提取土豆素后的土豆渣130g，加入含有质量分数为25％琥珀酸溶液600mL浸泡；然后在上述混合物中加入6g硝酸镍、7g硝酸锌，室温下搅拌2.0h；接下来过滤，滤渣在自然通风的条件下晾干；之后把晾干后的土豆渣混合物用鸡鸭粪覆盖，并保持温度70℃，厌氧发酵13天；随后把厌氧发酵后的土豆渣放在阴暗、潮湿、通风的地方发霉；在发霉期间，每隔15min用氯仿溶液淋湿，待霉芽长出0.8μm时，用质量分数为2.2％H₂0₂溶液灭菌；最后灭菌后，在火炉上反复焙炒，然后迅速冷却、冷冻和干燥，即可得到介孔土豆渣吸附材料。

本实例中取上述方法制备得到的土豆渣吸附材料0.4g放入体积为60mL、浓度为1100mg/L的含硫废水中，搅拌25min后分离，测定含硫废水的浓度，去除率为99.6％。去除率高，澄清效果好。

实例2

首先取提取土豆素后的土豆渣135g，加入含有质量分数为28％琥珀酸溶液700mL浸泡；然后在上述混合物中加入8g硝酸镍、9g硝酸锌，室温下搅拌2.3h；接下来过滤，滤渣在自然通风的条件下晾干；之后把晾干后的土豆渣混合物用鸡鸭粪覆盖，并保持温度72℃，厌氧发酵15天；随后把厌氧发酵后的土豆渣放在阴暗、潮湿、通风的地方发霉；在发霉期间，每隔15min用氯仿溶液淋湿，待霉芽长出1.2μm时，用质量分数为2.6％H₂0₂溶液灭菌；最后灭菌后，在火炉上反复焙炒，然后迅速冷却、冷冻和干燥，即可得到介孔土豆渣吸附材料。

本实例中取上述方法制备得到的土豆渣吸附材料0.5g放入体积为60mL、浓度为1100mg/L的含硫废水中，搅拌27min后分离，测定含硫废水的浓度，去除率为99.8％。去除率高，澄清效果好。

实例3

首先取提取土豆素后的土豆渣140g，加入含有质量分数为30％琥珀酸溶液800mL浸泡；然后在上述混合物中加入9g硝酸镍、10g硝酸锌，室温下搅拌2.5h；接下来过滤，滤渣在自然通风的条件下晾干；之后把晾干后的土豆渣混合物用鸡鸭粪覆盖，并保持温度75℃，厌氧发酵8天；随后把厌氧发酵后的土豆渣放在阴暗、潮湿、通风的地方发霉；在发霉期间，每隔15min用氯仿溶液淋湿，待霉芽长出1.4μm时，用质量分数为2.8％H₂0₂溶液灭菌；最后灭菌后，在火炉上反复焙炒，然后迅速冷却、冷冻和干燥，即可得到介孔土豆渣吸附材料。

本实例中取上述方法制备得到的土豆渣吸附材料0.6g放入体积为60mL、浓度为1100mg/L的含硫废水中，搅拌29min后分离，测定含硫废水的浓度，去除率为99.99％。去除率高，澄清效果好。

Claims (2)

1.一种介孔土豆渣吸附材料，其特征在于：该吸附材料是由土豆渣、硝酸镍、硝酸锌和琥珀酸溶液为主要原料制备而成。

2.一种介孔土豆渣吸附材料制备方法，其特征在于：

(1)取提取土豆素后的土豆渣130～140g，加入含有质量分数为25％～30％琥珀酸溶液600～800mL浸泡；

(2)在上述混合物中加入6～9g硝酸镍，7～10g硝酸锌，室温下搅拌2.0～2.5h；

(3)过滤，滤渣在自然通风的条件下晾干；

(4)把晾干后的土豆渣混合物用鸡鸭粪覆盖，并保持温度70℃～75℃，厌氧发酵13～18天；

(5)把厌氧发酵后的土豆渣放在阴暗、潮湿、通风的地方发霉；

(6)在发霉期间，每隔15min用氯仿溶液淋湿，待霉芽长出0.8～1.4μm时，用质量分数为2.2％～2.8％H₂0₂溶液灭菌；

(7)灭菌后，在火炉上反复焙炒，然后迅速冷却、冷冻和干燥，即可得到介孔土豆渣吸附材料。