CN106732421A - 一种三醋酸甘油酯精制中生物复合吸附剂的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种三醋酸甘油酯精制中生物复合吸附剂的制备方法，属于吸附剂制备技术领域。本发明首先通过将活性炭用二氧化碳和水蒸气进行活化，增加活性炭的比表面积，再用氯化钾进行处理，减少活性炭对三醋酸甘油酯的吸附，再在甲醇和乙酸中发酵，用微生物对活性炭进行改性，使其吸附容量和孔径增大，再用极性物质进行蒸煮，增加活性炭的极性基团，最后用纤维素进行包覆增加吸附性能，本发明制备的吸附剂吸附容量大，不易饱和，且能够吸附大分子，达到高效的洗提效果。

Description

一种三醋酸甘油酯精制中生物复合吸附剂的制备方法

技术领域

本发明涉及一种三醋酸甘油酯精制中生物复合吸附剂的制备方法，属于吸附剂制备技术领域。

背景技术

增塑剂、多元醇等行业从2007年出台了相关限制标准，要求加强对增塑剂、多元醇中微量较低浓度有机物的检测和控制。该强制标准将增塑剂、多元醇中影响其质量纯度的残留有机化合物和重金属作为否定指标，国家机构将定期抽检。相关检测标准大部分直接引用食品行业检测标准方法，烟草行业将常用的滤棒增塑剂，即三醋酸甘油酯作为控制的典型代表之一。

根据对三醋酸甘油酯产品中残留较低浓度的有机化合物研究发现，其主要来自于原料和生产工艺过程，三醋酸甘油酯是由丙三醇、乙酸，在酸性催化剂、脱水剂的作用下，加热反应得到半成品，经过脱色，脱酸，精制而成，常用带水剂有苯，甲苯，乙酸乙酯等酯类，及环己烷，原料乙酸本身就含有甲酸，丙酸，乙醇，乙醛等，在100℃左右的温度下反应，所以会有大量有机化合物残留在半成品中，经过蒸馏精制后，三乙酸甘油酯也可能存在影响其质量安全的成分。

现有技术中多采用活性炭对三醋酸甘油酯中较低浓度的残留有机物进行吸附，虽然活性炭具有良好的吸附洗提性，但是活性炭对有机物的吸附是一个表面过程，选择性较差，容易饱和，而且，活性炭的微孔发达，以致于某些大分子化合物无法进入微孔，在实际应用时需要选用不同的活性炭品种，增加了成本，而单一活性炭对于目前洗提去除产品中残留低浓度有机物的效果不是十分理想，无法满足国家行业的标准要求。

为使现有的三醋酸甘油酯产品所有内控限量指标完全达到烟草行业的限值要求，实现对烟用三醋酸甘油酯更全面的质量提升，有效控制三醋酸甘油酯中挥发性有机化合物残留浓度；研究一种可以高效洗提去除三醋酸甘油酯中较低挥发浓度的残留有机物，具有亲酯性，亲醇性的新型生物洗提剂成为增塑剂行业发展和生存的重要课题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题：针对目前活性炭对三醋酸甘油酯中较低浓度的残留有机物吸附性差，容易饱和，且大分子化合物无法进入微孔的问题，提供了一种

二氧化碳和水蒸气对活性炭进行活化后，再用氯化钾处理后，在甲醇和乙酸中发酵，再用极性物质进行蒸煮，最后纤维素包覆得到三醋酸甘油酯精制中生物复合吸附剂的方法，本发明首先通过将活性炭用二氧化碳和水蒸气进行活化，增加活性炭的比表面积，再用氯化钾进行处理，减少活性炭对三醋酸甘油酯的吸附，再在甲醇和乙酸中发酵，用微生物对活性炭进行改性，使其吸附容量和孔径增大，再用极性物质进行蒸煮，增加活性炭的极性基团，最后用纤维素进行包覆增加吸附性能，本发明制备的吸附剂吸附容量大，不易饱和，且能够吸附大分子，达到高效的洗提效果。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

（1）称取20～30g椰壳活性炭加入到活化炉中，再加入100～200mL质量分数为10%碳酸溶液，并向活化炉中通入氮气，控制通入量为40mL/min，升温至900～1000℃活化2～3h，控制升温速率为10～15℃，待活化结束，收集活化后的活性炭；

（2）将上述活化后的活性炭加入到盛有200～300mL质量分数为30%氯化钾溶液的烧杯中，浸泡处理2～3h后，过滤，收集滤渣，将滤渣置于烧杯中，再加入80～100mL甲醇和120～150mL质量分数为38%醋酸溶液，搅拌混合3～5min后，用纱布覆盖烧杯口，并将烧杯移入阴暗潮湿处放置20～25天，待烧杯中长满菌丝后，将烧杯中的物料移入离心机中，以5000～6000r/min的转速离心处理20～25min，收集沉淀，并用水清洗2～3次，得到预处理活性炭；

（3）取3～4L乙二醇丁醚，加入到蒸锅中，再放入蒸屉，同时向蒸屉上覆盖一层玻纤滤纸，并将上述预处理活性炭平铺到玻纤滤纸上，再盖上锅盖，并对蒸锅大火加热至沸腾，再用文火蒸煮50～60min，带蒸煮结束，将负载极性物质的活性炭取出；

（4）称取5～8g细菌纤维素加入到粉碎机中粉碎30～40min，收集粉碎物，并加入到盛有80～100mL质量分数为15%盐酸溶液的烧杯中，浸泡30～40min后，再加入上述负载极性物质的活性炭，搅拌浸泡2～3h，过滤，收集滤渣，并置于烘箱中，在80～90℃下干燥3～4h，即可得到三醋酸甘油酯精制中生物复合吸附剂。

本发明的应用方法：将本发明制备的生物复合吸附剂与三醋酸甘油酯半成品按质量比1:600～1:800，搅拌混合后，移入集热式磁力搅拌机中，于120～130℃下吸附1～2h，吸附结束，过滤，收集滤液，即可得到三醋酸甘油酯，滤渣回收利用。经检测，本发明制备的吸附剂吸附效果好，对有机物的吸附量达到了93.2%以上，吸附剂可反复使用15次以上。

本发明与其他方法相比，有益技术效果是：

（1）本发明制备的吸附剂吸附容量大，不易饱和，且能够吸附大分子，达到高效的洗提效果；

（2）本发明制备的吸附剂用量少，分子表面含有丰富的极性基团，稳定性和重复使用性好。

具体实施方式

首先称取20～30g椰壳活性炭加入到活化炉中，再加入100～200mL质量分数为10%碳酸溶液，并向活化炉中通入氮气，控制通入量为40mL/min，升温至900～1000℃活化2～3h，控制升温速率为10～15℃，待活化结束，收集活化后的活性炭；将上述活化后的活性炭加入到盛有200～300mL质量分数为30%氯化钾溶液的烧杯中，浸泡处理2～3h后，过滤，收集滤渣，将滤渣置于烧杯中，再加入80～100mL甲醇和120～150mL质量分数为38%醋酸溶液，搅拌混合3～5min后，用纱布覆盖烧杯口，并将烧杯移入阴暗潮湿处放置20～25天，待烧杯中长满菌丝后，将烧杯中的物料移入离心机中，以5000～6000r/min的转速离心处理20～25min，收集沉淀，并用水清洗2～3次，得到预处理活性炭；取3～4L乙二醇丁醚，加入到蒸锅中，再放入蒸屉，同时向蒸屉上覆盖一层玻纤滤纸，并将上述预处理活性炭平铺到玻纤滤纸上，再盖上锅盖，并对蒸锅大火加热至沸腾，再用文火蒸煮50～60min，带蒸煮结束，将负载极性物质的活性炭取出；称取5～8g细菌纤维素加入到粉碎机中粉碎30～40min，收集粉碎物，并加入到盛有80～100mL质量分数为15%盐酸溶液的烧杯中，浸泡30～40min后，再加入上述负载极性物质的活性炭，搅拌浸泡2～3h，过滤，收集滤渣，并置于烘箱中，在80～90℃下干燥3～4h，即可得到三醋酸甘油酯精制中生物复合吸附剂。

实例1

首先称取20g椰壳活性炭加入到活化炉中，再加入100mL质量分数为10%碳酸溶液，并向活化炉中通入氮气，控制通入量为40mL/min，升温至900℃活化2h，控制升温速率为10℃，待活化结束，收集活化后的活性炭；将上述活化后的活性炭加入到盛有200mL质量分数为30%氯化钾溶液的烧杯中，浸泡处理2h后，过滤，收集滤渣，将滤渣置于烧杯中，再加入80mL甲醇和120mL质量分数为38%醋酸溶液，搅拌混合3min后，用纱布覆盖烧杯口，并将烧杯移入阴暗潮湿处放置20天，待烧杯中长满菌丝后，将烧杯中的物料移入离心机中，以5000r/min的转速离心处理20min，收集沉淀，并用水清洗2次，得到预处理活性炭；取3L乙二醇丁醚，加入到蒸锅中，再放入蒸屉，同时向蒸屉上覆盖一层玻纤滤纸，并将上述预处理活性炭平铺到玻纤滤纸上，再盖上锅盖，并对蒸锅大火加热至沸腾，再用文火蒸煮50min，带蒸煮结束，将负载极性物质的活性炭取出；称取5g细菌纤维素加入到粉碎机中粉碎30min，收集粉碎物，并加入到盛有80mL质量分数为15%盐酸溶液的烧杯中，浸泡30min后，再加入上述负载极性物质的活性炭，搅拌浸泡2h，过滤，收集滤渣，并置于烘箱中，在80℃下干燥3h，即可得到三醋酸甘油酯精制中生物复合吸附剂。

将本发明制备的生物复合吸附剂与三醋酸甘油酯半成品按质量比1:600，搅拌混合后，移入集热式磁力搅拌机中，于120℃下吸附1h，吸附结束，过滤，收集滤液，即可得到三醋酸甘油酯，滤渣回收利用。经检测，本发明制备的吸附剂吸附效果好，对有机物的吸附量达到了93.6%，吸附剂可反复使用6次。

实例2

首先称取30g椰壳活性炭加入到活化炉中，再加入200mL质量分数为10%碳酸溶液，并向活化炉中通入氮气，控制通入量为40mL/min，升温至1000℃活化3h，控制升温速率为15℃，待活化结束，收集活化后的活性炭；将上述活化后的活性炭加入到盛有300mL质量分数为30%氯化钾溶液的烧杯中，浸泡处理3h后，过滤，收集滤渣，将滤渣置于烧杯中，再加入100mL甲醇和150mL质量分数为38%醋酸溶液，搅拌混合5min后，用纱布覆盖烧杯口，并将烧杯移入阴暗潮湿处放置25天，待烧杯中长满菌丝后，将烧杯中的物料移入离心机中，以6000r/min的转速离心处理25min，收集沉淀，并用水清洗3次，得到预处理活性炭；取4L乙二醇丁醚，加入到蒸锅中，再放入蒸屉，同时向蒸屉上覆盖一层玻纤滤纸，并将上述预处理活性炭平铺到玻纤滤纸上，再盖上锅盖，并对蒸锅大火加热至沸腾，再用文火蒸煮60min，带蒸煮结束，将负载极性物质的活性炭取出；称取8g细菌纤维素加入到粉碎机中粉碎40min，收集粉碎物，并加入到盛有100mL质量分数为15%盐酸溶液的烧杯中，浸泡40min后，再加入上述负载极性物质的活性炭，搅拌浸泡3h，过滤，收集滤渣，并置于烘箱中，在90℃下干燥4h，即可得到三醋酸甘油酯精制中生物复合吸附剂。

将本发明制备的生物复合吸附剂与三醋酸甘油酯半成品按质量比1:700，搅拌混合后，移入集热式磁力搅拌机中，于125℃下吸附1h，吸附结束，过滤，收集滤液，即可得到三醋酸甘油酯，滤渣回收利用。经检测，本发明制备的吸附剂吸附效果好，对有机物的吸附量达到了94.6 %，吸附剂可反复使用18次。

实例3

首先称取25g椰壳活性炭加入到活化炉中，再加入150mL质量分数为10%碳酸溶液，并向活化炉中通入氮气，控制通入量为40mL/min，升温至950℃活化3h，控制升温速率为13℃，待活化结束，收集活化后的活性炭；将上述活化后的活性炭加入到盛有260mL质量分数为30%氯化钾溶液的烧杯中，浸泡处理2h后，过滤，收集滤渣，将滤渣置于烧杯中，再加入90mL甲醇和135mL质量分数为38%醋酸溶液，搅拌混合4min后，用纱布覆盖烧杯口，并将烧杯移入阴暗潮湿处放置23天，待烧杯中长满菌丝后，将烧杯中的物料移入离心机中，以5500r/min的转速离心处理23min，收集沉淀，并用水清洗2次，得到预处理活性炭；取4L乙二醇丁醚，加入到蒸锅中，再放入蒸屉，同时向蒸屉上覆盖一层玻纤滤纸，并将上述预处理活性炭平铺到玻纤滤纸上，再盖上锅盖，并对蒸锅大火加热至沸腾，再用文火蒸煮55min，带蒸煮结束，将负载极性物质的活性炭取出；称取6g细菌纤维素加入到粉碎机中粉碎35min，收集粉碎物，并加入到盛有90mL质量分数为15%盐酸溶液的烧杯中，浸泡35min后，再加入上述负载极性物质的活性炭，搅拌浸泡2h，过滤，收集滤渣，并置于烘箱中，在85℃下干燥3h，即可得到三醋酸甘油酯精制中生物复合吸附剂。

将本发明制备的生物复合吸附剂与三醋酸甘油酯半成品按质量比1:800，搅拌混合后，移入集热式磁力搅拌机中，于130℃下吸附2h，吸附结束，过滤，收集滤液，即可得到三醋酸甘油酯，滤渣回收利用。经检测，本发明制备的吸附剂吸附效果好，对有机物的吸附量达到了95.7%，吸附剂可反复使用20次。

Claims (1)

1.一种三醋酸甘油酯精制中生物复合吸附剂的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：

（1）称取20～30g椰壳活性炭加入到活化炉中，再加入100～200mL质量分数为10%碳酸溶液，并向活化炉中通入氮气，控制通入量为40mL/min，升温至900～1000℃活化2～3h，控制升温速率为10～15℃，待活化结束，收集活化后的活性炭；

（2）将上述活化后的活性炭加入到盛有200～300mL质量分数为30%氯化钾溶液的烧杯中，浸泡处理2～3h后，过滤，收集滤渣，将滤渣置于烧杯中，再加入80～100mL甲醇和120～150mL质量分数为38%醋酸溶液，搅拌混合3～5min后，用纱布覆盖烧杯口，并将烧杯移入阴暗潮湿处放置20～25天，待烧杯中长满菌丝后，将烧杯中的物料移入离心机中，以5000～6000r/min的转速离心处理20～25min，收集沉淀，并用水清洗2～3次，得到预处理活性炭；

（3）取3～4L乙二醇丁醚，加入到蒸锅中，再放入蒸屉，同时向蒸屉上覆盖一层玻纤滤纸，并将上述预处理活性炭平铺到玻纤滤纸上，再盖上锅盖，并对蒸锅大火加热至沸腾，再用文火蒸煮50～60min，带蒸煮结束，将负载极性物质的活性炭取出；

（4）称取5～8g细菌纤维素加入到粉碎机中粉碎30～40min，收集粉碎物，并加入到盛有80～100mL质量分数为15%盐酸溶液的烧杯中，浸泡30～40min后，再加入上述负载极性物质的活性炭，搅拌浸泡2～3h，过滤，收集滤渣，并置于烘箱中，在80～90℃下干燥3～4h，即可得到三醋酸甘油酯精制中生物复合吸附剂。