一种鱿鱼墨黑色素清除六价铬离子的方法
【专利摘要】一种鱿鱼墨黑色素清除六价铬离子的方法，其特征在于步骤为：制备Cr6+吸附剂—鱿鱼墨黑色素粉末；调节Cr6+溶液pH值至5~5.5，并保温至30~40℃，按照鱿鱼墨黑色素粉末：Cr6+=1g:700~800μg的比例，往Cr6+溶液中加入鱿鱼墨黑色素粉末，搅拌均匀，吸附60~120min后过滤；重复上述操作，采取二次吸附法或多次吸附法直至滤液中Cr6+浓度符合排放要求。本发明以鱿鱼加工的副产物鱿鱼墨黑色素作为吸附剂，并对工艺条件进行优化，具有工艺简单合理、操作方便、成本低廉的特点，采用本发明的方法可实现Cr6+有效清除，每g鱿鱼墨黑色素粉末吸附Cr6+达到750μg，可减少重金属对人体的危害，对保障人类的健康具有及其重大的意义。
【专利说明】一种鱿鱼墨黑色素清除六价铬离子的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及重金属离子的清除方法，具体涉及一种鱿鱼墨黑色素清除Cr6+的方法。
【背景技术】
[0002]鱿鱼墨是鱿鱼加工副产物之一，约占鱿鱼体重的1.3%(张井.北太平洋鱿鱼内脏酶解液中重金属镉的脱除研究[D].中国海洋大学硕士学位论文，2009)。因为鱿鱼墨黑色素含有羟基、羧基、氨基或酰胺类官能团，一些金属离子，如:Cd2+、Pb2+可以通过静电吸附方式结合到黑色素上，所以鱿鱼墨黑色素有较强的重金属清除作用(Chen S G, XueC H, Wang J F，et al.Adsorption of Pb (II) and Cd (II) by squidOmmastrephes bartramiMelanin[J].Bioinorg ChemAppI，2009:901563)。Cr6+ 是对人体健康危害极大的一种有害金属离子，由于采矿业、皮革加工、合成色素制造业及冶炼工业的不当处理，常常会造成自然水域中Cr6+浓度超标(Sarin V, Singh T S，Pant KK.Thermodynamic andbreakthrough column studies for the selective sorption ofchromium from industrial effluenton activated eucalyptus bark[J].BioresourTechonol, 2006，97:1986 - 1993)。重金属元素具有生物富集效应，一旦有害金属元素进入食物链，人类将是最终受害者。
[0003]目前，在鱿鱼墨黑色素对Cr6+清除影响已有所研究(鲁婷婷，林琳，褚梦思等.鱿鱼墨黑色素对Pb2+、Cr6+吸附的影响[J].浙江海洋学院学报(自然科学版)，2012，31 (I):39-43, 48.)，但是还不够完善，在对Cr6+的有效清除上还不够理想，因此需要进行进一步优化，以达到对Cr6+的有效清除。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题是提供一种工艺简单合理、操作方便且成本低的鱿鱼墨黑色素清除六价铬离子的方法，以鱿鱼墨黑色素作为吸附剂，可实现对Cr6+的有效清除。
[0005]本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为:一种鱿鱼墨黑色素清除Cr6+的方法，其特征在于步骤依次为:
[0006]1)制备Cr6+吸附剂一鱿鱼墨黑色素粉末；
[0007]2)调节Cr6+溶液pH值至5~5.5，并保温至3(T40°C，按照鱿鱼墨黑色素粉末:Cr6+= 1 g: 700-800 μ g的比例，往Cr6+溶液中加入鱿鱼墨黑色素粉末，搅拌均匀，吸附60~120min后过滤；
[0008]3)重复上述操作，采取二次吸附法或多次吸附法直至滤液中Cr6+浓度符合排放要求。
[0009]作为改进，所述鱿鱼墨黑色素粉末的制备过程为:手工去除鱿鱼墨囊的囊衣取出鱿鱼墨，然后用去离子水浸泡鱿鱼墨，搅拌后静置分层，然后倾倒掉水溶液，反复水洗至水溶液颜色无黑色，收集不溶性黑色素，在3(T40°C烘箱干燥，得到结块的鱿鱼墨黑色素，将鱿鱼墨黑色素块用手工方式破碎成小块，再用粉碎机破碎得到鱿鱼墨黑色素粉末。
[0010]作为优选，所述步骤2)中Cr6+溶液pH值是采用5~7mol/L HCl进行调节的。
[0011]最后，所述步骤2)中Cr6+溶液pH值为5.2，保温至35°C，鱿鱼墨黑色素粉末:Cr6+=Ig: 750 μ g，吸附时间为 90min。
[0012]与现有技术相比，本发明的优点在于:以鱿鱼加工的副产物鱿鱼墨黑色素作为吸附剂，并对吸附条件进行优化，具有工艺简单合理、操作方便、成本低廉的特点，采用本发明的方法可实现对Cr6+的有效清除，每g鱿鱼墨黑色素粉末吸附Cr6+达到750 μ g，可减少重金属对人体的危害，对保障人类的健康具有及其重大的意义。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1是本发明的鱿鱼墨黑色素清除Cr6+工艺流程图；
[0014]图2是清除Cr6+对鱿鱼墨黑色素颗粒形态的影响，a和b分别表示鱿鱼墨黑色素清除Cr6+前后的扫描电镜结果；
【具体实施方式】
[0015]以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
[0016]一种鱿鱼墨黑色素清除Cr6+的方法，工艺流程见图1所示，具体步骤为:
[0017]1、鱿鱼墨黑色素粉末制备:手工去除鱿鱼墨囊的囊衣取出鱿鱼墨，然后用去离子水浸泡鱿鱼墨，搅 拌后静置分层，然后倾倒掉水溶液，反复水洗至水溶液颜色几乎无黑色，收集水不溶性黑色素，40°C下烘箱干燥，得到结块的鱿鱼墨黑色素；将鱿鱼墨黑色素块用手工方式尽量破碎成小块，再用中药粉碎机高速破碎10s，得到鱿鱼墨黑色素粉末。
[0018]2、用6mol/L HCl调节Cr6+溶液pH值为5.2，然后水浴保温至35°C，按照每g鱿鱼墨黑色素粉能够清除750 μ g的总铬计，根据Cr6+溶液体积加入相应质量的鱿鱼墨黑色素粉，搅拌均匀，吸附90min后过滤。可根据待吸附的Cr6+浓度采取二次吸附法或多次吸附法直至滤液中Cr6+浓度符合排放要求。
[0019]下面通过具体的实验数据对本发明做进一步说明:
[0020]1、Cr6+吸附条件优化
[0021]设定鱿鱼墨黑色素粉末加入量与Cr6+比例为鱿鱼墨黑色素粉末:Cr6=lg:1333y g，选择吸附温度、吸附时间和溶液初始pH值进行三因素三水平的Box - Behnken响应面分析试验，根据公式I建立数学模型，其中y是变量，为常数项，βρ @爿和分别是模型中一次项、二次项和交互项。鱿鱼墨黑色素清除Cr6+的Box-Behnken响应面分析试验因素及编码值见表1，具体试验结果及方差分析结果分别见表2和表3。
[0022]β,χ) + Σ Σ公式 I
7=1 /=1 ?=1 !=i+l
[0023]表1Box - Behnken响应面分析试验因素和水平编码值
【权利要求】
1.一种鱿鱼墨黑色素清除六价铬离子的方法，其特征在于步骤依次为: 1)制备Cr6+吸附剂一鱿鱼墨黑色素粉末； 2)调节Cr6+溶液pH值至5~5.5，并保温至3(T40°C，按照鱿鱼墨黑色素粉末:Cr6+=Ig: 700^800 μ g的比例，往Cr6+溶液中加入鱿鱼墨黑色素粉末，搅拌均匀，吸附60~120min后过滤； 3)重复上述操作，采取二次吸附法或多次吸附法直至滤液中Cr6+浓度符合排放要求。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述鱿鱼墨黑色素粉末的制备过程为:手工去除鱿鱼墨囊的囊衣取出鱿鱼墨，然后用去离子水浸泡鱿鱼墨，搅拌后静置分层，然后倾倒掉水溶液，反复水洗至水溶液颜色无黑色，收集不溶性黑色素，在3(T40°C烘箱干燥，得到结块的鱿鱼墨黑色素，将鱿鱼墨黑色素块用手工方式破碎成小块，再用粉碎机破碎得到鱿鱼墨黑色素粉末。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述步骤2)中Cr6+溶液pH值是采用5~7mol/L HCl进行调节的。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述步骤2)中Cr6+溶液pH值为5.2，保温至35°C，鱿鱼墨黑色 素粉末:Cr6+=lg:750l.! g，吸附时间为90min。
【文档编号】C02F101/22GK103848470SQ201210529867
【公开日】2014年6月11日 申请日期:2012年12月6日 优先权日:2012年12月6日
【发明者】宋茹, 韦荣编 申请人:浙江海洋学院