[發(fā)明專利]以稻殼為原料制備高效碳硅飼用真菌毒素吸附劑的方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210073599.2
• 申請(qǐng)日: 2012-03-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102614829A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-08-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳正行;周蘊(yùn)宇;王韌;王莉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江南大學(xué)
• 主分類號(hào): B01J20/20
• 分類號(hào): B01J20/20;B01J20/30;A23K1/14;A23K1/16
• 代理公司: 南通市永通專利事務(wù)所 32100
• 代理人: 葛雷

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種以稻殼為原料制備新型高效碳硅飼用真菌毒素吸附劑的方法，其產(chǎn)品對(duì)黃曲霉毒素B1有很強(qiáng)的吸附效果，屬于精細(xì)無(wú)機(jī)化工技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

據(jù)統(tǒng)計(jì)，在我國(guó)大宗谷物、飼料中真菌毒素陽(yáng)性污染率高達(dá)90％，其中因嚴(yán)重污染應(yīng)當(dāng)禁用的達(dá)總產(chǎn)量的15％～25％，全國(guó)每年僅農(nóng)戶儲(chǔ)存糧食損失達(dá)1500～2000萬(wàn)噸(價(jià)值180～200億元)，相當(dāng)于一個(gè)糧食主產(chǎn)省的糧食年產(chǎn)量。黃曲霉毒素是真菌毒素中毒性最大、分布范圍最廣的一種，對(duì)人畜的威脅也最大。去除真菌毒素的常用方法有：化學(xué)法、生物法、物理法等。物理法中的吸附劑吸附法是目前應(yīng)用最廣的脫毒方式，它是將各類吸附劑加入到飼料中，動(dòng)物食用后在體內(nèi)與真菌毒素結(jié)合成穩(wěn)定的復(fù)合物，從而降低其毒害。目前常用的并得到廣泛研究的吸附劑有沸石，活性硅藻土，膨潤(rùn)土和蒙脫土(石)等，商用產(chǎn)品有美國(guó)ACG公司的克霉寶，美泰克公司的麥特霉膠素等。

稻殼作為稻米加工的主要副產(chǎn)品，具有來(lái)源廣泛、成本低廉、可利用面廣等特點(diǎn)。在我國(guó)，對(duì)稻殼的綜合利用效率還很低，大部分稻殼被焚燒或丟棄，造成資源浪費(fèi)和環(huán)境污染。稻殼的主要成分為纖維素，半纖維素，木質(zhì)素和二氧化硅，是制備多孔性碳硅復(fù)合物的最佳原材料，具有很好的應(yīng)用前景。多孔碳硅復(fù)合物是一種新型多孔材料，具有理化性質(zhì)穩(wěn)定，比表面高，孔隙結(jié)構(gòu)發(fā)達(dá)等優(yōu)點(diǎn)，非常適用于作為吸附劑材料。以稻殼為原料制備高效碳硅飼用真菌毒素吸附劑的研究還未見(jiàn)報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種吸附性能優(yōu)良，成本低廉，制備工藝簡(jiǎn)便的以稻殼為原料制備高效碳硅飼用真菌毒素吸附劑的方法。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：

一種以稻殼為原料制備高效碳硅飼用真菌毒素吸附劑的方法，其特征是：依次包括下列步驟：

(1)稻殼除雜：取稻殼粉碎后過(guò)100目篩，加入去離子水水洗，然后使用鹽酸酸洗，然后再抽濾水洗至洗液為中性為止，然后將洗凈后的稻殼置于烘箱中烘干備用；除雜可以去除稻殼中混雜的秸稈、灰塵等雜質(zhì)，也可以溶解部分金屬氧化物，從而提高產(chǎn)品質(zhì)量。

(2)稻殼預(yù)炭化：取洗凈后烘干的稻殼放入坩堝中，在馬弗爐中預(yù)炭化；預(yù)碳化是為了使稻殼初步裂解，讓部分有機(jī)物在揮發(fā)的過(guò)程中在稻殼內(nèi)形成微觀的孔隙結(jié)構(gòu)。適當(dāng)調(diào)節(jié)預(yù)碳化溫度以達(dá)到理想的處理效果，溫度太高時(shí)，有機(jī)物有可能生成復(fù)雜的熱解產(chǎn)物堵塞孔道，或者導(dǎo)致含碳物質(zhì)與二氧化硅結(jié)合成難溶的復(fù)合物，不利于產(chǎn)品質(zhì)量的提高；溫度太低，有機(jī)物揮發(fā)不夠充分，難以提高產(chǎn)品的比表面積和孔隙率等指標(biāo)。

(3)堿溶除硅處理：取預(yù)炭化的樣品，加入5％～10％KOH堿液，在室溫下不斷攪拌浸泡12～24h，用熱水抽濾至洗液為中性后，在烘箱中烘干備用；堿溶除硅是為了除去稻殼中多余的硅元素，因?yàn)檫^(guò)多的硅元素會(huì)使產(chǎn)品的灰分增加，降低產(chǎn)品的吸附能力。另外堿液浸泡可以顯著提高產(chǎn)品的比表面積和總孔體積。堿液的濃度和浸泡時(shí)間不宜過(guò)高和過(guò)長(zhǎng)，否則會(huì)導(dǎo)致設(shè)備的腐蝕和成本的增加。

(4)稻殼的活化燒結(jié)：取脫硅稻殼，加入30～50％的氯化鋅活化液，料液比為1∶1～1∶3，活化溫度500～800℃，升溫至燒結(jié)溫度保溫1～3h，自然冷卻至室溫后，用水抽濾洗滌至中性，在烘箱中烘干，得到產(chǎn)品。高溫?zé)Y(jié)可使碳和硅充分反應(yīng)生成碳硅復(fù)合物，同時(shí)還可使殘留的有機(jī)物充分揮發(fā)，進(jìn)一步提高產(chǎn)品的孔隙率和總孔體積。燒結(jié)溫度和時(shí)間控制對(duì)產(chǎn)物性能有重要影響，溫度過(guò)低、時(shí)間過(guò)短會(huì)導(dǎo)致有機(jī)物揮發(fā)不完全，碳硅反應(yīng)不充分；反之則會(huì)使孔道塌陷，降低材料的比表面積和總孔體積。合理的活化條件同樣有利于產(chǎn)品孔道結(jié)構(gòu)的生成。

步驟(1)稻殼除雜的具體步驟為：取稻殼500～1000g粉碎后過(guò)100目篩，加入去離子水3～5L，在攪拌下水洗20～40min，抽濾分離，重復(fù)水洗和抽濾步驟3次。使用濃度為0.05～0.10mol/L的鹽酸3～5L酸洗2h，然后再抽濾水洗至洗液為中性為止，然后將洗凈后的稻殼置于烘箱中105℃下烘干備用。

步驟(2)稻殼預(yù)炭化的具體步驟是：取洗凈后烘干的稻殼放入坩堝中，在馬弗爐中預(yù)炭化。炭化溫度250～350℃，炭化時(shí)間1～2h。

步驟(3)堿溶除硅處理的具體步驟是：取預(yù)炭化的樣品15g，加入5％～10％KOH堿液100～200ml，在室溫下不斷攪拌浸泡12～24h，用80℃熱水抽濾至洗液為中性后，在105℃烘箱中烘干備用。