一种介孔红薯渣吸附材料及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种吸附材料及其制备方法，尤其涉及一种介孔红薯渣吸附材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002]红薯又名红芋、甘薯和蕃薯等，属于管状花目，旋花科一年生草本植物，富含蛋白质、淀粉、果胶、纤维素、氨基酸、维生素及多种矿物质，尤其红薯块根具有活性成分，有抗癌、保护心脏、预防肺气肿、糖尿病、减肥、美容等功效。
[0003]目前常用的吸附材料有沸石、活性炭、炭分子筛和树脂等等，列如美国科学家发明了一种高效无害的超强吸水材料，可以吸收比自身重两千倍的水分，迅速令雨云消失，甚至阻止致命的飓风形成。从此，户外活动举办者毋须再担心天公不作美，会影响活动进行了。科尔达尼发明的“除云粉”是一种吸水力极强的胶质材料，它能够在穿过云层时迅速将水气吸收，直至其重量超过上升气流的承托力而堕下，其中大部分“除云粉”都会在落地前被蒸发，少量体积过大者，落入海水中亦会迅速溶解，但不会污染水质，落在地面亦不会对土地或人体造成影响。
[0004]现有许多吸附材料改性的方法，如水热改性、物理方法、化学方法等，列如公开号为“ CN200810004317.7 ”公开了一种有机改性矿物吸附材料及其制备方法，吸附材料中的固化剂不但充当颗粒状吸附材料的骨架，而且具有良好的亲水性，降低了水溶液在颗粒材料中的传递阻力，大大提高了材料的吸附效率，该吸附材料在水中浸泡后仍具有一定机械强度，成本低廉，可以在传统的固定床式吸附罐中使用，实现连续、长周期地运转。但是到目前为止，还没有一种吸附材料是通过微生物的方式来改变物质性能的制备方法。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的技术问题:针对微生物生长的方式只能改变物质的表面性能，提高吸附效果，但无法改变物质内部结构，造成吸附材料弃费、利用率不高，吸附性能也不能整提高的弊端，提供了一种介孔红薯渣吸附材料及其制备方法。
[0006]为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案:
[0007]本发明提供一种介孔红薯渣吸附材料及其制备方法，包括如下步骤:
所述的一种介孔红薯渣吸附材料，该吸附材料由红薯渣、硝酸镍、硝酸铝和尿素为主要原料制备而成。
[0008]所述的一种介孔红薯渣吸附材料及其制备方法，其特征在于:
(1)取提取红薯素后的红薯澄75?150g，加入含有质量分数为4?12%尿素的无水乙醇溶液350?720mL浸泡；
(2)在上述混合物中加入4?9g硝酸镲，3?1g硝酸销，室温下搅拌1.5?2.8h ;
(3)过滤，滤渣在自然通风条件下晾干；
(4)把晾干后的红薯渣混合物用牛粪覆盖，并保持温度45°C?65°C，厌氧发酵5?天;
(5)把厌氧发酵后的红薯渣放在阴暗、潮湿、通风的地方发霉；
(6)在发霉期间，每隔半小时用无水乙醇淋湿，待霉芽长出0.5?1.0 μΜ时，用质量分数为1.0?2.5% H2O2溶液灭菌；
(7)灭菌后，在火炉上反复焙炒，然后迅速冷却、冷冻干燥，即可得到介孔红薯渣吸附材料。
[0009]本发明应用方法:将得到的介孔红薯渣吸附材料放入体积为100mL浓度为1500mg/L含有氨氮的废水中，pH值为9.0的情况下，吸附5h，去除率为99.9%以上；将该材料放入体积为500mL浓度为800mg/L含有丙烯腈的废水中，pH值为7.2的情况下，吸附6h，去除率为99.9%以上；将该材料放入体积为1500mL浓度为1500mg/L含有甲胺的废水中，pH值为6.0的情况下，吸附3h，去除率为99.9%以上。
[0010]本发明的原理:在原有微生物改性红薯渣的吸附材料基础上，引入尿素和无水乙醇夹杂在红薯渣中，通过厌氧发酵整个红薯渣内部呈膨胀结构，以红薯渣为基质，镍、铝为骨架，霉芽为生长点，经灭菌后形成介孔。
[0011]本发明与其他方法相比，有益技术效果是:此方法不仅改变了吸附剂表面的性能，又改变其内部结构，节约了吸附材料、利用率高，吸附性能高。
实施方式
[0012]该吸附材料由红薯渣、硝酸镍、硝酸铝和尿素为主要原料制备而成。
[0013]首先取提取红薯素后的红薯渣75?150g，加入含有质量分数为4?12%尿素的无水乙醇溶液350?720mL浸泡；然后在上述混合物中加入4?9g硝酸镍，3?1g硝酸铝，室温下搅拌1.5?2.Sh ;接着过滤，滤渣在自然通风条件下晾干；再把晾干后的红薯渣混合物用牛粪覆盖，并保持温度45°C?65°C，厌氧发酵5?10天；接着把厌氧发酵后的红薯渣放在阴暗、潮湿、通风的地方发霉；在发霉期间，每隔半小时用无水乙醇淋湿，待霉芽长出0.5?1.0 μ M时，用质量分数为1.0?2.5% H2O2S液灭菌；灭菌后，在火炉上反复焙炒，然后迅速冷却、冷冻干燥，即可得到介孔红薯渣吸附材料，。
实例I
[0014]首先取提取红薯素后的红薯渣100g，加入含有质量分数为8.5%尿素的无水乙醇溶液450mL浸泡；然后在上述混合物中加入6g硝酸镍，5g硝酸铝，室温下搅拌2h ;接着过滤，滤渣在自然通风条件下晾干；再把晾干后的红薯渣混合物用牛粪覆盖，并保持温度55°C，厌氧发酵8天；接着把厌氧发酵后的红薯渣放在阴暗、潮湿、通风的地方发霉；在发霉期间，每隔半小时用无水乙醇淋湿，待霉芽长出0.8 μΜ时，用质量分数为1.9% H2O2溶液灭菌；灭菌后，在火炉上反复焙炒，然后迅速冷却、冷冻干燥，即可得到介孔红薯渣吸附材料。将该材料放入体积为500mL浓度为1500mg/L含有氨氮的废水中，pH值为5.0的情况下，吸附2.5h，去除率为99.9%以上。
实例2
[0015]首先取提取红薯素后的红薯渣130g，加入含有质量分数为10%尿素的无水乙醇溶液700mL浸泡；然后在上述混合物中加入6.5g硝酸镍，5.6g硝酸铝，室温下搅拌2.4h ;接着过滤，滤渣在自然通风条件下晾干；再把晾干后的红薯渣混合物用牛粪覆盖，并保持温度60°C，厌氧发酵9天；接着把厌氧发酵后的红薯渣放在阴暗、潮湿、通风的地方发霉；在发霉期间，每隔半小时用无水乙醇淋湿，待霉芽长出0.8 μΜ时，用质量分数为2.2% H2O2溶液灭菌；灭菌后，在火炉上反复焙炒，然后迅速冷却、冷冻干燥，即可得到介孔红薯渣吸附材料。将该材料放入体积为700mL浓度为400mg/L含有丙烯腈的废水中，pH值为7.2的情况下，吸附3.5h，去除率为99.9%以上。
实例3
[0016]首先取提取红薯素后的红薯渣75g，加入含有质量分数为4%尿素的无水乙醇溶液350mL浸泡；然后在上述混合物中加入4g硝酸镍，3g硝酸铝，室温下搅拌1.5h ;接着过滤，滤渣在自然通风条件下晾干；再把晾干后的红薯渣混合物用牛粪覆盖，并保持温度45°C，厌氧发酵10天；接着把厌氧发酵后的红薯渣放在阴暗、潮湿、通风的地方发霉；在发霉期间，每隔半小时用无水乙醇淋湿，待霉芽长出0.5 μΜ时，用质量分数为1.1% H2O2S液灭菌；灭菌后，在火炉上反复焙炒，然后迅速冷却、冷冻干燥，即可得到介孔红薯渣吸附材料。将该材料放入体积为500mL浓度为2000mg/L含有甲胺的废水中，pH值为6.5的情况下，吸附3h，去除率为99.9%以上。
【主权项】
1.一种介孔红薯渣吸附材料，其特征在于:该吸附材料由红薯渣、硝酸镍、硝酸铝和尿素为主要原料制备而成。2.一种介孔红薯渣吸附材料制备方法，其特征在于具体制备步骤为: (1)取提取红薯素后的红薯澄75?150g，加入含有质量分数为4?12%尿素的无水乙醇溶液350?720mL浸泡；(2)在上述混合物中加入4?9g硝酸镲，3?1g硝酸销，室温下搅拌1.5?2.8h ; (3)过滤，滤渣在自然通风条件下晾干； (4)把晾干后的红薯渣混合物用牛粪覆盖，并保持温度45°C?65°C，厌氧发酵5?10天; (5)把厌氧发酵后的红薯渣放在阴暗、潮湿、通风的地方发霉； (6)在发霉期间，每隔半小时用无水乙醇淋湿，待霉芽长出0.5?1.0 μΜ时，用质量分数为1.0?2.5% H2O2溶液灭菌； (7)灭菌后，在火炉上反复焙炒，然后迅速冷却、冷冻干燥，即可得到介孔红薯渣吸附材料。
【专利摘要】本发明涉及一种吸附材料及其制备方法，尤其涉及一种介孔红薯渣吸附材料及其制备方法。本发明在原有微生物改性红薯渣的吸附材料基础上，引入尿素和无水乙醇夹杂在红薯渣中，通过厌氧发酵整个红薯渣内部呈膨胀结构，以红薯渣为基质，镍、铝为骨架，霉芽为生长点，经灭菌后形成介孔。本发明制备的介孔红薯渣吸附材料不仅改变了吸附剂表面的性能，又改变其内部结构，节约了吸附材料、利用率高，吸附性能高。
【IPC分类】B01J20/24, B01J20/30
【公开号】CN104923173
【申请号】CN201510324376
【发明人】黄勇, 余静
【申请人】常州大学
【公开日】2015年9月23日
【申请日】2015年6月13日