一种以虾蟹壳为原料的可再生重金属吸附材料及其制备方法和再生方法及应用_2

文档序号:9406355阅读:来源:国知局
材料溶胀,产生裂痕或孔洞,暴露出更多层次, 使材料比表面积增大,从而增强材料的重金属吸附能力。本发明方法制备获得的虾壳材料 的电镜扫描图如图1所示。
[0027] 本发明的有益效果如下:
[0028] 1、本发明的材料来源于养殖虾、蟹壳,来源广泛、天然,制备工艺流程简单,原、辅 料成本低,加工过程污染少,具有绿色环保特点,所得吸附材料安全无毒,而且可以再生使 用,适合于工业化批量生产;
[0029] 2、本发明的吸附材料对重金属吸附容量较市售甲壳素、壳聚糖高,对水溶液、多种 水产动物蛋白水解液、植物提取液等中的重金属离子Cd 2+、Pb2+、Cu2+、Cr3+均有吸附作用,特 别是对镉离子吸附效果最为明显,具体可见实施例8~18 ;
[0030] 3、本发明的吸附材料可以采用混合搅拌吸附、过滤回收方式使用,也可通过填装 交换柱的方式使用,适合食品、饮料、水处理等行业生产的需求。
【附图说明】:
[0031] 图1是虾壳、脱无机盐虾壳、虾壳吸附材料内表面形貌扫描电镜图;其中,al):虾 壳的内表面形貌(500倍);a2) 下壳的内表面形貌(2000倍);bl):脱f丐奸壳的内表面形 貌(500倍);b2):脱钙虾壳的内表面形貌(2000倍);cl):虾壳吸附材料的内表面形貌 (500倍);c2):虾壳吸附材料的内表面形貌(2000倍)。
【具体实施方式】:
[0032] 以下实施例是对本发明的进一步说明,而不是对本发明的限制。
[0033] 实施例1 :吸附材料的制备
[0034] 通过以下步骤制备本发明的可再生重金属吸附材料:
[0035] A、新鲜虾壳,先用去离子水浸泡0. 5小时、冲洗、沥干,再用95%乙醇浸泡0. 5小 时、沥干,虾壳在55°C下烘干,并粉碎为20~80目壳粉;
[0036] B、将经步骤A处理的壳粉,按I : 10 (g/ml)的料液比加入0. lmol/L的盐酸溶液中 浸泡0. 5小时、沥干,再用去离子水冲洗至洗出液pH彡6,然后沥干,离心去水得脱无机盐壳 粉;
[0037] C、向步骤C的脱无机盐壳粉按料液比1:10加入pH值为8. 0、Na离子浓度大于等 于0. 04mol/L的磷酸二氢钠-磷酸氢二钠缓冲液进行浸泡0. 5小时,然后离心,再用去离子 水冲洗至洗出液pH彡8,离心去水即得可再生重金属吸附材料。
[0038] 对由实施例1获得的材料进行的氨基酸分析结果如表2所示,所得吸附材料蛋白 质含量为20~60%,其中含弱酸性支链的天冬氨酸和谷氨酸的含量最高。
[0039] 表2.磷酸盐缓冲液活化前后材料的氨基酸含量变化
[0040]

[0042] 实施例2 :吸附材料的制备
[0043] 通过以下步骤制备本发明的可再生重金属吸附材料:
[0044] A、晒干蟹壳,先用去离子水浸泡2小时、冲洗、沥干,再用95%乙醇浸泡2小时、沥 干,蟹壳在75 °C下烘干,并粉碎为20~80目壳粉;
[0045] B、将经步骤A处理的壳粉,按I : 10 (g/ml)的料液比加入0. 5mol/L的盐酸溶液中 浸泡2小时、沥干,再用去离子水冲洗至洗出液pH彡6,然后沥干,离心去水得脱无机盐壳 粉;
[0046] C、向步骤B的脱无机盐壳粉按料液比1:10加入pH值为8. 0、Na和K离子浓度之 和大于等于〇.〇4mol/L的磷酸二氢钾-氢氧化钠缓冲液进行浸泡,然后离心,再用去离子 水冲洗至洗出液pH彡8,离心去水即得可再生重金属吸附材料。
[0047] 实施例3 :吸附材料的制备
[0048] 通过以下步骤制备本发明的可再生重金属吸附材料:
[0049] A、晒干虾壳,先用去离子水浸泡1小时、冲洗、沥干,再用95%乙醇浸泡1小时、沥 干,虾壳在60°C下烘干,并粉碎为20~80目壳粉;
[0050] B、将经步骤A处理的壳粉,按I :10(g/ml)的料液比加入0.0 lmol/L的盐酸溶液中 浸泡1小时、沥干,再用去离子水冲洗至洗出液pH彡6,然后沥干,离心去水得脱无机盐壳 粉;
[0051] C、向步骤B的脱无机盐壳粉按料液比1:10加入pH值为7. 5、Na离子浓度大于等 于0. 04mol/L的磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲液进行浸泡1小时,然后离心,再用去离子水冲洗 至洗出液PH彡8,离心去水即得可再生重金属吸附材料。
[0052] 实施例4 :吸附材料的制备
[0053] 通过以下步骤制备本发明的可再生重金属吸附材料:
[0054] A、新鲜蟹壳,先用去离子水浸泡0. 5小时、冲洗、沥干,再用95%乙醇浸泡0. 5小 时、沥干,蟹壳在65°C下烘干,并粉碎为20~80目壳粉;
[0055] B、将经步骤A处理的壳粉,按I : 10 (g/ml)的料液比加入0. 5mol/L的盐酸溶液中 浸泡0. 5小时、沥干,再用去离子水冲洗至洗出液pH彡6,然后沥干,离心去水得脱无机盐壳 粉;
[0056] C、向步骤B的脱无机盐壳粉加入pH值为7. 5、Na离子浓度大于等于0. 04mol/L的 硼砂-硼酸缓冲液进行浸泡〇. 5小时,然后离心,再用去离子水冲洗至洗出液pH彡8,离心 去水即得可再生重金属吸附材料。
[0057] 实施例5 :吸附材料的制备
[0058] 通过以下步骤制备本发明的可再生重金属吸附材料:
[0059] A、新鲜虾壳,先用去离子水浸泡0. 5小时、冲洗、沥干,再用95%乙醇浸泡0. 5小 时、沥干,虾壳在70°C下烘干,并粉碎为20~80目壳粉;
[0060] B、将经步骤A处理的壳粉,按I : 10 (g/ml)的料液比加入I. 5mol/L的盐酸溶液中 浸泡0. 5小时、沥干,再用去离子水冲洗至洗出液pH彡6,然后沥干,离心去水得脱无机盐壳 粉;
[0061] C、向步骤B的脱无机盐壳粉按料液比1:10加入pH值为9. 0、Na离子浓度大于等 于0. 04mol/L的硼砂-氢氧化钠缓冲液进行浸泡0. 5小时,然后离心,再用去离子水冲洗至 洗出液pH彡8,离心去水即得可再生重金属吸附材料。
[0062] 实施例6 :吸附材料的制备
[0063] 通过以下步骤制备本发明的可再生重金属吸附材料:
[0064] A、新鲜蟹壳,先用去离子水浸泡0. 5小时、冲洗、沥干,再用95%乙醇浸泡0. 5小 时、沥干,蟹壳在75°C下烘干,并粉碎为20~80目壳粉;
[0065] B、将经步骤A处理的壳粉,按I :10(g/ml)的料液比加入0. 05mol/L的盐酸溶液中 浸泡0. 5小时、沥干,再用去离子水冲洗至洗出液pH彡6,然后沥干,离心去水得脱无机盐壳 粉;
[0066] C、向步骤B的脱无机盐壳粉按料液比1:20加入pH值为8. 0、Na离子浓度大于等 于0. 04mol/L的柠檬酸-氢氧化钠缓冲液进行浸泡0. 5小时,然后离心,再用去离子水冲洗 至洗出液PH彡8,离心去水即得可再生重金属吸附材料。
[0067] 实施例7 :吸附材料的制备
[0068] 通过以下步骤制备本发明的可再生重金属吸附材料:
[0069] A、新鲜虾壳,先用去离子水浸泡0. 5小时、冲洗、沥干,再用95%乙醇浸泡0. 5小 时、沥干,虾壳在55°C下烘干,并粉碎为20~80目壳粉;
[0070] B、将经步骤A处理的壳粉,按I :10 (g/ml)的料液比加入0. lmol/L的盐酸溶液中 浸泡0. 5小时、沥干,再用去离子水冲洗至洗出液pH彡6,然后沥干,离心去水得脱无机盐壳 粉;
[0071] C、向步骤B的脱无机盐壳粉按料液比1:30加入pH值为10、Na离子浓度大于等 于0. 04mol/L的NaCl-NaOH溶液进行浸泡0. 5小时,然后离心,再用去离子水冲洗至洗出液 pH彡8,离心去水即得可再生重金属吸附材料。
[0072] 以下是水解物、水提物中重金属镉的去除实施例:
[0073] 实施例8 :水中重金属脱除
[0074] 水溶液,pH值调节为7. 0, 30rpm搅拌状态下将实施例1制备的吸附材料按2g/L比 例加入,20°C下保温搅拌0. 5小时,过滤得脱重金属处理液,并回收吸附材料,检测处理前 后重金属浓度,计算得脱除率,结果见表3。
[0075] 表3.吸附材料对多种样品中重金属镉的脱除效果
[0076]
[0077] pH 为 7. 5 ±0. 5, 20-30 cC。
[0078] 实施例9 :水中重金属脱除
[0079] 将实施例1制备的吸附材料填装入长度直径比大于等于2 :1的直立式吸附柱,水 溶液按不高于〇. 5L/g的处理量,从吸附柱上端加入,以低于2BV/hr速度从吸附柱下端流 出,
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