大豆蛋白负载魔芋葡甘聚糖吸附材料及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于生物质吸附材料领域，具体涉及大豆蛋白负载魔芋葡甘聚糖吸附材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002]重金属废水主要来源于电镀、冶炼、采矿、选矿、化工及机械等行业。这些行业产生的含重金属的废水排入天然水体后，不仅对水生生物构成威胁，而且可能通过食物链而不断富集于生物体内，最终危害到人类的健康。目前，重金属废水处理技术可分为二大类:传统重金属废水处理方法和生物吸附法。重金属废水处理传统方法主要包括化学沉淀法、絮凝剂法、离子交换法、活性炭吸附法、渗透膜法及电解法等。传统重金属废水处理方法适应于处理高浓度重金属废水，但主要缺点是工艺较为复杂，成本较高，大多数使用的材料或试剂容易产生二次污染，不易降解。生物吸附法是利用天然高分子对重金属废水进行吸附处理。生物吸附法包括生物质吸附法、微生物细菌吸附法和植物吸附法。与传统重金属废水处理方法相比，生物质吸附法有成本低、脱除效率高及可再生等优点。生物质吸附法主要利用廉价或废弃的天然高分子生物质以及其改性材料对重金属废水进行吸附处理。生物质资源来源广泛且丰富多样化，现在研究较多的生物质吸附材料包括壳聚糖、纤维素、木质素、农业废弃物、多糖、蛋白质及单宁等。但是，大多数生物质材料吸水性强、强度差及吸附容量不高，不能直接使用处理重金属废水，需要化学改性，提高生物质吸附材料的理化性能才能运用于工业上处理重金属废水。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是克服现有技术的不足而提供一种大豆蛋白负载魔芋葡甘聚糖吸附材料及其制备方法，其废弃后可环境降解，一方面可节省大量石油资源，另一方面可以缓解大量非降解合成高分子材料废弃物造成的产生二次环境污染
可重复使用，无毒无害，可用于人体重金属中毒后的解毒。
[0004]为了实现本发明的目的，其发明的大豆蛋白负载魔芋葡甘聚糖吸附材料是这样实现的，其包括I?10份的脱乙酰基魔芋葡甘聚糖、I?10份的大豆蛋白、30?100份的分散剂、I?10份的碱、10?100份的水及I?20份的交联剂；其中所述脱乙酰基魔芋葡甘聚糖包括I?10份的魔芋葡甘聚糖、50?100份的分散剂、I?5份的碱和50?100份的水；它们为质量份数。
[0005]所述脱乙酰基魔芋葡甘聚糖的平均粒径为I?100 Mffl ;所述大豆蛋白是从大豆提取出的大蛋分离蛋白，平均粒径为I?10 Mm。
[0006]所述分散剂为乙醇、异丙醇、异丁醇中的一种或两种以上的任意组合。
[0007]所述碱为氢氧化钠、氢氧化钾中的一种或两种以上的任意组合。
[0008]所述交联剂为环氧氯丙烷、环氧氯丁烷的一种或两种以上的任意组合。
[0009]为了实现本发明的目的，其发明的大豆蛋白负载魔芋葡甘聚糖吸附材料的制备方法是这样实现的，其特征在于步骤如下:
步骤一
将I?10份的魔芋葡甘聚糖分散于50?100份的分散剂中，加入I?5份的碱和50?100份的水，控温30?50°C，进行脱乙酰基反应3?12小时，过滤、用水洗去分散剂和过量的碱，在温度65°C?75°C干燥3?5小时，获得脱乙酰基魔芋葡甘聚糖；
步骤二
将I?10份的大豆蛋白及I?10份的脱乙酰基魔芋葡甘聚糖依次加入到10?100份的水和I?10份的碱中，控温50?70°C，溶解I?2小时，再加入30?100份的分散剂和I?20份的交联剂，机械搅拌下进行交联反应3?12小时，过滤清洗，在温度65°C?75°C干燥5?12小时而制得大豆蛋白负载魔芋葡甘聚糖吸附材料，大豆蛋白通过化学键负载于脱乙酰基魔芋葡甘聚糖的大分子骨架上。
[0010]本发明与现有技术相比具有如下的优点及效果:
1、实现了全生物质复合杂化吸附材料创新，大豆蛋白及魔芋葡甘聚糖废弃后可环境降解；
2、大豆蛋白及魔芋葡甘聚糖可作为可再生资源，它们的改性和利用一方面可节省大量石油资源，另一方面可以缓解大量非降解合成高分子材料废弃物造成的产生二次环境污染；
3、对多数重金属离子有较高的脱除效率(95?99%)及吸附容量(I?5mmol/g)，且材料经酸性洗脱后可重复使用。
[0011]4、反应步骤少、成本低和工艺简单，分散剂可进行回收循环使用，污染少；
5、可食用，但不被人体消化吸收，无毒无害，可用于人体重金属中毒后解毒用可食性吸附剂。
【具体实施方式】
[0012]下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。以下实施例中所涉及的份数均是质量份数。
[0013]实施例一
步骤一
按重量份配比将10份的魔芋葡甘聚糖分散于50份的乙醇中，加入I份的氢氧化钠和50份的水，控温50°C，进行脱乙酰基反应12小时，过滤、洗去分散剂和过量的碱，在温度70°C干燥5小时，获得9份脱乙酰基魔芋葡甘聚糖；
步骤二
将9份的大豆蛋白和9份的脱乙酰基魔芋葡甘聚糖依次加入到50份的水和5份的氢氧化钠中，控温50°C，溶解2小时，再加入100份的异丙醇和10份环氧氯丙烷，机械搅拌下进行交联反应3小时，过滤清洗，在温度70°C干燥5小时，即得到大豆蛋白负载魔芋葡甘聚糖吸附材料。
[0014]实施例二步骤一
将9份的魔芋葡甘聚糖分散于100份的乙醇中，加入3份的氢氧化钾和100份的水，控温40°C，进行脱乙酰基反应8小时，过滤、洗去分散剂和过量的碱，在温度75°C干燥4小时，获得8份脱乙酰基魔芋葡甘聚糖；
步骤二
将5份的大豆蛋白和8份的脱乙酰基魔芋葡甘聚糖依次加入到30份的水和5份氢氧化钾中，控温70°C，溶解I小时，再加入70份的乙醇和20份环氧氯丁烷，机械搅拌下进行交联反应8小时，过滤清洗，在温度65°C干燥10小时，即得到大豆蛋白负载魔芋葡甘聚糖吸附材料