CN112090405B - 一种基于椰肉的天然多孔吸附材料及其制备方法与应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种基于椰肉的天然多孔吸附材料及其制备方法与应用，方法包括步骤：A、将椰子的固体胚乳或内胚乳层浸泡在极性溶剂中进行溶胀，溶胀到增重1倍至恒重取出，得到溶胀材料；B、对所述溶胀材料进行干燥处理，得到所述天然多孔吸附材料。本发明采用椰子的固体胚乳或内胚乳层经简单溶胀、干燥获得的基于椰肉的天然多孔吸附材料中无有毒或致敏物质残留，对人体无不良影响，可直接用于制备亲夫吸附产品；其含有的分布有较大孔洞的内层使得该天然多孔吸附材料具有良好的吸附性和保液性。

Description

一种基于椰肉的天然多孔吸附材料及其制备方法与应用
技术领域
本发明涉及吸附材料技术领域，尤其涉及一种基于椰肉的天然多孔吸附材料及其制备方法与应用。
背景技术
现有的吸附材料常利用发泡技术制备出以聚合物为主要成分的发泡材料。但此类吸附材料使用化工原料进行制备，其中的残留有毒或致敏物质会对人体健康产生负面影响。在用于直接接触皮肤的吸附产品(即亲肤吸附产品)中，天然材料逐渐受到消费者青睐。
近年来，有文献报道了一种芝麻秸秆吸附材料及其制备方法，具体利用淀粉酶与蛋白酶处理芝麻秸秆粉末，并在碱作用与酸中和后与尿素混合制得处理废水的吸附材料；可知，该制备过程加入了大量碱性物质进行酯化处理，所得吸附材料残留的碱性物质将会对人体带来不良影响。另有文献报道了一种植物秸秆表面印迹吸附材料及其制备方法，具体使用硅烷偶联剂对植物秸秆进行改性后接枝乙烯基类单体后得到对重金属离子有选择性吸附的材料；可知，该制备过程利用自由基聚合反应接枝的乙烯类单体具有毒性，残留的单体将对人体带来较大的毒害作用。
因此，现有技术还有待于改进和发展。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种基于椰肉的天然多孔吸附材料及其制备方法与应用，旨在解决现有吸附材料常因残留有有毒或致敏物质导致不能用于亲服吸附产品的问题。
本发明的技术方案如下：
第一方面，本发明提供一种基于椰肉的天然多孔吸附材料的制备方法，其中，包括步骤：
A、将椰子的固体胚乳或内胚乳层浸泡在极性溶剂中进行溶胀，溶胀到增重1倍至恒重取出，得到溶胀材料；
B、对所述溶胀材料进行干燥处理，得到所述天然多孔吸附材料。
可选地，所述的基于椰肉的天然多孔吸附材料的制备方法，其中，步骤A中，所述椰子的月龄为1～12个月；所述内胚乳层为椰子的靠近椰汁的固体胚乳部分，所述内胚乳层的厚度为0.5～4厘米；所述极性溶剂选自去离子水、甲醇、乙醇、丙酮、甲酸、乙酸和乙二胺中的至少一种。
可选地，所述的基于椰肉的天然多孔吸附材料的制备方法，其中，步骤B具体包括：对所述溶胀材料进行干燥处理，使得所述溶胀材料的含水率为0.1～40wt％，得到所述天然多孔吸附材料。
可选地，所述的基于椰肉的天然多孔吸附材料的制备方法，其中，步骤B中，所述干燥处理的方式选自真空干燥、冷冻干燥、热风干燥中的至少一种。
可选地，所述的基于椰肉的天然多孔吸附材料的制备方法，其中，所述真空干燥的温度为15～90℃；所述冷冻干燥的温度为-40～-100℃；所述热风干燥的温度为30～95℃。
第二方面，本发明提供一种基于椰肉的天然多孔吸附材料，其中，采用如上任一所述的制备方法制备而成。
可选地，所述的基于椰肉的天然多孔吸附材料，所述天然多孔吸附材料包括由内胚乳层形成的内层，所述内层中分布有30～100微米的大孔洞。
可选地，所述的基于椰肉的天然多孔吸附材料，其中，所述天然多孔吸附材料还包括由固体胚乳的靠近种皮的部分形成的外层，所述外层中分布有3～30微米的小孔洞。
第三方面，本发明提供一种如上任一所述的基于椰肉的天然多孔吸附材料在制备亲肤吸附产品中的应用。
可选地，所述的基于椰肉的天然多孔吸附材料在制备亲肤吸附产品中的应用，其中，所述亲肤吸附产品为伤口辅料、纸尿裤或卫生巾。
有益效果：本发明采用椰子的固体胚乳或内胚乳层经简单溶胀、干燥获得的基于椰肉的天然多孔吸附材料，该制备方法成本低廉且经济环保，提高了椰子的固体胚乳作为农副产品的利用率；制备过程无化学物质添加，得到的天然多孔吸附材料中无有毒或致敏物质残留，安全可食，对对人体无不良影响和无毒害作用；另外，获得的天然多孔吸附材料的内部分布有30～100微米的较大孔洞使得该天然多孔吸附材料具有良好的吸附性和保液性，从而使其可直接用于制备亲夫吸附产品。
附图说明
图1为椰子的结构示意图。
图2为本发明的一种实施方式中，一种获得基于椰肉的天然多孔吸附材料的流程图。
图3为本发明实施例1中，获得的天然多孔吸附材料的SEM图。
图4为本发明实施例1中，获得的天然多孔吸附材料的内层的SEM图。
图5为本发明实施例1中，获得的天然多孔吸附材料的外层的SEM图。
具体实施方式
本发明提供一种基于椰肉的天然多孔吸附材料及其制备方法与应用，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
在用于直接接触皮肤的吸附产品中，如伤口敷料、纸尿裤、卫生巾等，天然吸附材料逐渐受到消费者青睐。而现有的吸附材料中常残留的有毒或致敏物质会对人体健康产生负面影响，且在许多基于天然材料的吸附产品的制备处理过程中常会使用到有毒害作用的化学药剂，限制了基于天然吸附材料的产品在市场上的应用范围。
基于此，参阅图2，本发明实施例提供一种基于椰肉的天然多孔吸附材料的制备方法，包括步骤：
S100、将椰子的固体胚乳或内胚乳层浸泡在极性溶剂中进行溶胀，溶胀到增重1倍至恒重取出，得到溶胀材料；
S200、对所述溶胀材料进行干燥处理，得到所述天然多孔吸附材料。
具体地，椰子由椰汁和包裹椰汁的固体部分组成，如图1所示，椰子的固体部分自外向内依次包括外果皮1(即外皮)、中果皮2(即椰衣纤维或椰子纤维层)、内果皮3(即椰壳)、种皮4和固体胚乳5(即椰肉，其靠近椰汁的部分为内胚乳层)，但是目前报道的有：采用椰壳为原料椰壳与化学品形成的复合吸附材料，或采用化学品对椰壳碳改性的吸附材料，而这些吸附材料均不是天然吸附材料，不能直接用于制备直接接触皮肤的吸附产品。基于现有天然吸附材料的制备过程复杂或易导致残留有害化学品或对天然材料的自身特性利用不充分的的问题；本实施例通过采用椰子的特有部分：固体胚乳或内胚乳层作为原料，仅需使用简单的溶胀与干燥处理，提供了一种基于椰肉的天然多孔吸附材料的制备方法，该制备方法的制备成本低廉且经济环保；提高了椰子的固体胚乳作为农副产品的利用率；制备过程无化学物质添加，得到的天然多孔吸附材料安全可食，对人体无毒害作用；此外，该天然多孔吸附材料具有良好的吸附性和保液性。由于该天然多孔吸附材料的吸附作用同时包括物理与化学吸附作用，因此该天然多孔吸附材料可吸入极性液体和非极性液体，且对极性液体的吸入量较大。
在一种实施方式中，步骤S100中，所述椰子的月龄为1～12个月；例如，1个月、2个月、3个月、6个月、7个月、9个月、12个月等。在此，月龄是指从结出椰子开始计算，椰子的生长时间。所述内胚乳层为椰子的靠近椰汁的固体胚乳部分，所述内胚乳层的厚度为0.5～4厘米；例如，0.5厘米、1厘米、2厘米、4厘米等。所述极性溶剂可选自但不限于去离子水、甲醇、乙醇、丙酮、甲酸、乙酸和乙二胺中的至少一种。
进一步在一种实施方式中，步骤S100中，所述固体胚乳可为脱脂后的固体胚乳，脱脂后的固体胚乳由非极性溶剂对椰子的固体胚乳进行抽提分离后得到。所述抽提分离具体包括：将椰子的固体胚乳置于非极性溶剂中，采用含索氏提取器的装置对所述固体胚乳进行抽提，使得所述固体胚乳(即椰肉)中的疏水性成分(如脂肪)进行去除，得到所述脱脂后的固体胚乳。所述非极性溶剂可选自液态烷烃类溶剂、酯类溶剂和醚类溶剂中的至少一种，但不限于此。仅作为举例，所述液态烷烃类溶剂可选自正己烷、正庚烷和环己烷中的一种或多种，但不限于此；所述酯类溶剂可选自乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸异丙酯和乙酸丁酯中的一种或多种，但不限于此；所述醚类溶剂可选自乙基丙基醚、正丙醚、烯丙基丁基醚和二丁醚中的一种或多种，但不限于此。脱脂后的固体胚乳浸泡在极性溶剂中进行溶胀，更容易进行溶胀。
在一种优选的实施方式中，步骤S200具体包括：对所述溶胀材料进行干燥处理，使得所述溶胀材料的含水率为0.1～40wt％，得到所述天然多孔吸附材料。该含水率范围内，所述天然多孔吸附材料对极性液体和非极性液体均具有好的吸附性和保液性。
在一种实施方式中，步骤S200中，所述干燥处理的方式可选自但不限于真空干燥、冷冻干燥、热风干燥中的至少一种。也就是说，所述干燥处理的方式可为真空干燥、冷冻干燥、热风干燥或它们的任意组合方式。
进一步在一种实施方式中，所述真空干燥的温度为15～90℃；所述冷冻干燥的温度为-40～-100℃；所述热风干燥的温度为30～95℃。
在一种实施方式中，步骤S200中，所述干燥处理的时间为4～96小时。
进一步在一种实施方式中，所述干燥处理的方式为真空干燥，真空干燥的温度为15～90℃，真空干燥的时间为10～72小时。
进一步在一种实施方式中，所述干燥处理的方式为冷冻干燥，冷冻干燥的温度为-40至-100℃，冻干燥的时间为4～48小时。
进一步在一种实施方式中，所述干燥处理的方式为热风干燥，热风干燥的温度为30～95℃，热风燥的时间为4～96小时。
本发明实施例还提供一种基于椰肉的天然多孔吸附材料，其中，采用如上任一所述的制备方法制备而成。
本实施例中，采用上述制备方法获得的基于椰肉的天然多孔吸附材料中无有毒或致敏物质残留，对人体无不良影响，可直接用于制备亲夫吸附产品；该天然多孔吸附材料具有良好的吸附性和保液性。与椰干(即将椰肉直接进行干燥制得的干椰肉)相比，溶胀使得天然多孔吸附材料中分布有微米级孔洞结构；适合作为天然吸附材料用于制备跟皮亲肤吸附产品，如伤口敷料、纸尿裤、卫生巾等。
在一种实施方式中，所述天然多孔吸附材料包括由内胚乳层形成的内层，所述内层中分布有30～100微米的大孔洞。该尺寸范围内的孔洞使得天然多孔吸附材料吸入自身重量1～50倍的液体，且可吸入极性液体和非极性液体。
进一步在一种实施方式中，所述天然多孔吸附材料还包括由椰子的靠近种皮的固体胚乳部分形成的外层，所述外层中分布有3～30微米的小孔洞。该尺寸范围内的孔洞也可使得天然多孔吸附材料吸入自身重量1～50倍的液体，且可吸入极性液体和非极性液体；分布有3～30微米的小孔洞的外层与分布有30～100微米的大孔洞的内层一起组成的天然多孔吸附材料在吸入液体后在外力作用下仍具有良好的保液性能。
本发明实施例还提供一种如上任一所述的基于椰肉的天然多孔吸附材料在制备亲肤吸附产品中的应用。
基于如上任一所述的天然多孔吸附材料制备的亲肤吸附产品可迅速吸入其自身重量1～50倍的液体，并在外力作用下具有良好的保液性能；对人体无不良影响。
在一种实施方式中，所述亲肤吸附产品可为但不限于伤口辅料、纸尿裤或卫生巾。
下面通过具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例1一种基于椰肉的天然多孔吸附材料的制备及测试
(1)取6个月大的椰子固体胚乳，浸泡在去离子水中溶胀至恒重，得到溶胀材料。
(2)将溶胀材料预冻后，在-80℃下冷冻干燥48小时，得到天然多孔吸附材料。测得其含水率为5wt％；用扫描电子显微镜(SEM)对该天然多孔吸附材料的整体形貌进行测试，测得其整体形貌如图3所示；接着将其内层与外层分离后置于扫描电子显微镜下观察，其内层的形貌如图4所示，其外层的形貌如图5所示，对比分析图3、图4、图5可知，该天然多孔吸附材料由内层和外层构成，其内层中分布有孔径为50μm左右的孔洞，其外层中分布有孔径为15μm左右的孔洞。
(3)将该实施例获得的天然多孔吸附材料置于去离子水中，浸泡24小时后取出称重，其吸附倍数为2.5g/g；在100牛顿的压力作用下，该天然多孔吸附材料无去离子水被挤出。
实施例2一种基于椰肉的天然多孔吸附材料的制备及测试
(1)取3个月大的椰子固体胚乳，浸泡在乙醇中溶胀至恒重，得到溶胀材料。
(2)将溶胀材料置入50℃真空烘箱中，真空干燥24小时后，得到天然多孔吸附材料，测得其含水率为30wt％。将其内层与外层分离后置于扫描电子显微镜下观察，发现其内层分布有孔径为90μm左右的孔洞，其外层分布有孔径为5μm左右的孔洞。
(3)将该实施例获得的天然多孔吸附材料置于硅油中，浸泡4小时后取出称重，其吸附倍数为1.1g/g；在200牛顿的压力作用下，该天然多孔吸附材料无液体被挤出。
实施例3一种基于椰肉的天然多孔吸附材料的制备
(1)取月龄为7个月的椰子的固体胚乳，用机械剥离的方式分离出椰子的固体胚乳的内胚乳层。
(2)将内胚乳层浸泡在去离子水中溶胀至增重一倍后取出，得到溶胀的内胚层。
(3)在-40℃的条件下将溶胀的内胚层冷冻，接着在-60℃的条件下进行冷冻干燥24小时，得到所述天然多孔吸附材料。
(4)用切刀将步骤(3)得到的天然多孔吸附材料切割为边长10厘米的方块，封装，备用。
实施例4一种基于椰肉的天然多孔吸附材料的制备
(1)取月龄为2个月的椰子的固体胚乳，以正己烷为溶剂，用索氏提取器对固体胚乳进行抽提，得到脱脂固体胚乳。
(2)将得到的脱脂固体胚乳浸泡在质量比为1:1的去离子水与乙醇的混合溶剂中，溶胀至恒重，得到溶胀的脱脂固体胚乳。
(3)在30℃下，对溶胀的脱脂固体胚乳进行真空干燥48小时，得到所述天然多孔吸附材料。
(4)使用机械压力下，将步骤(3)得到的天然多孔吸附材料压碎为小块，分装，备用。
综上所述，本发明提供了一种基于椰肉的天然多孔吸附材料及其制备方法与应用，本发明采用椰子的固体胚乳或内胚乳层经简单溶胀、干燥获得的基于椰肉的天然多孔吸附材料，该制备方法成本低廉且经济环保，提高了椰子的固体胚乳作为农副产品的利用率；制备过程无化学物质添加，得到的天然多孔吸附材料中无有毒或致敏物质残留，安全可食，对对人体无不良影响和无毒害作用；另外，获得的天然多孔吸附材料的内部分布有30～100微米的较大孔洞使得该天然多孔吸附材料具有良好的吸附性和保液性，从而使其可直接用于制备亲夫吸附产品。
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于椰肉的天然多孔吸附材料的制备方法，其特征在于，包括步骤：
A、将椰子的固体胚乳浸泡在极性溶剂中进行溶胀，溶胀到增重1倍至恒重取出，得到溶胀材料；
B、对所述溶胀材料进行干燥处理，得到所述天然多孔吸附材料。
2.根据权利要求1所述的基于椰肉的天然多孔吸附材料的制备方法，其特征在于，步骤A中，所述椰子的月龄为1～12个月；所述固体胚乳包括椰子的靠近椰汁的内胚乳层，所述内胚乳层的厚度为0.5～4厘米；所述极性溶剂选自去离子水、甲醇、乙醇、丙酮、甲酸、乙酸和乙二胺中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的基于椰肉的天然多孔吸附材料的制备方法，其特征在于，步骤B具体包括：对所述溶胀材料进行干燥处理，使得所述溶胀材料的含水率为0.1～40wt％，得到所述天然多孔吸附材料。
4.根据权利要求1所述的基于椰肉的天然多孔吸附材料的制备方法，其特征在于，步骤B中，所述干燥处理的方式选自真空干燥、冷冻干燥、热风干燥中的至少一种。
5.根据权利要求4所述的基于椰肉的天然多孔吸附材料的制备方法，其特征在于，所述真空干燥的温度为15～90℃；所述冷冻干燥的温度为-40～-100℃；所述热风干燥的温度为30～95℃。
6.一种基于椰肉的天然多孔吸附材料，其特征在于，采用如权利要求1～5任一所述的制备方法制备而成。
7.根据权利要求6所述的基于椰肉的天然多孔吸附材料，其特征在于，所述天然多孔吸附材料包括由内胚乳层形成的内层，所述内层中分布有30～100微米的大孔洞。
8.根据权利要求7所述的基于椰肉的天然多孔吸附材料，其特征在于，所述天然多孔吸附材料还包括由椰子的靠近种皮的固体胚乳部分形成的外层，所述外层中分布有3～30微米的小孔洞。
9.一种如权利要求7或8所述的基于椰肉的天然多孔吸附材料在制备亲肤吸附产品中的应用。
10.根据权利要求9所述的基于椰肉的天然多孔吸附材料在制备亲肤吸附产品中的应用，其特征在于，所述亲肤吸附产品为伤口辅料、纸尿裤或卫生巾。
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