[發(fā)明專(zhuān)利]大豆蛋白微球材料與制備方法及其在處理含重金屬離子廢水中的應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210538271.3
• 申請(qǐng)日: 2012-12-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103007894A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-04-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉大剛;李澤暉;林鳳英
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 南京信息工程大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): B01J20/24
• 分類(lèi)號(hào): B01J20/24;B01J20/30;B01J13/04;C02F1/28;C02F1/62
• 代理公司: 南京匯盛專(zhuān)利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32238
• 代理人: 張立榮

技術(shù)領(lǐng)域????

本發(fā)明涉及一種大豆蛋白微球材料，以及它的制備方法，還涉及它在處理含重金屬離子污水方面的應(yīng)用，屬于材料及污水處理技術(shù)領(lǐng)域。

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背景技術(shù)????

由于科技以及工業(yè)的發(fā)展，水污染問(wèn)題已經(jīng)受到極大的關(guān)注，而水污染問(wèn)題中，較為嚴(yán)重的當(dāng)屬重金屬污染，存在于廢水中的重金屬在排放過(guò)程中，不僅是一種資源的浪費(fèi)，更是一種嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題，這些重金屬通過(guò)食物鏈進(jìn)入人體還會(huì)對(duì)人體造成傷害。出于經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)保護(hù)的角度，對(duì)廢水中的重金屬進(jìn)行處理是十分必要及有意義的。

對(duì)重金屬的污染物的處理中，吸附法是目前應(yīng)用最為廣泛的一種重金屬處理技術(shù)，即使溶解狀態(tài)的重金屬離子轉(zhuǎn)變?yōu)椴蝗苄曰衔锍恋怼５侥壳盀橹梗椒ㄒ褢?yīng)用于化工、環(huán)境保護(hù)、醫(yī)藥衛(wèi)生和生物工程等領(lǐng)域，但工業(yè)上普遍使用的吸附劑價(jià)格昂貴，使吸附法的應(yīng)用受到限制。因此，我們需要開(kāi)發(fā)一種經(jīng)濟(jì)高效，且對(duì)環(huán)境友好的吸附劑，以代替?zhèn)鹘y(tǒng)重金屬處理產(chǎn)品。

大豆蛋白質(zhì)是豆油工業(yè)的副產(chǎn)品，是由18種氨基酸組成，分子鏈富含胺，羧酸，羥基和硫醇等極性官能團(tuán)，具有良好的生物活性和生物可降解性。用作吸附劑，大豆蛋白質(zhì)有著顯著的優(yōu)點(diǎn)，如黏度相對(duì)較低易于處理加工等。所以近來(lái)對(duì)植物蛋白質(zhì)吸附劑的開(kāi)發(fā)受到了環(huán)保組織的大力支持。

專(zhuān)利CN1094611公開(kāi)了一種通過(guò)投加改性劑及注入去離子水等步驟實(shí)現(xiàn)的制備大豆蛋白微球的方法，專(zhuān)利CN10455645公開(kāi)了一種通過(guò)加緩沖液及乳化劑等方法實(shí)現(xiàn)的制備大豆蛋白微球的方法，但這些方法涉及的反應(yīng)較多，工藝也較復(fù)雜。

綜上所述，已有的重金屬處理技術(shù)成本昂貴，急需一種成本低廉、工藝簡(jiǎn)單的制備方法來(lái)處理水中重金屬污染，而已有的藥性大豆蛋白微球制備技術(shù)較為繁瑣，且未發(fā)現(xiàn)有大豆蛋白微球用作重金屬離子吸附材料的報(bào)道。

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發(fā)明內(nèi)容????

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提供一種大豆蛋白微球材料的制備方法，該方法工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本低，適于工業(yè)化生產(chǎn)。

本發(fā)明另一目的是提供由該方法制備的大豆蛋白微球材料。

本發(fā)明還提供制得的大豆蛋白微球材料在處理含重金屬離子廢水中的應(yīng)用。

本發(fā)明的目的是通過(guò)以下方式實(shí)現(xiàn)的：

一種大豆蛋白微球材料的制備方法，該方法包括如下步驟：

將大豆蛋白加入水中溶脹，攪拌10-30min，制成濃度為2-10%的大豆蛋白水懸浮液；再采用物理方法調(diào)制，最后進(jìn)行真空脫泡及0-5℃冷卻干燥，制得微球粒徑在0.1-200μm之間的大豆蛋白微球材料。

其中，制得的大豆蛋白微球的固含量為2.5-15%。

其中，所述物理方法包括以下步驟中任意一步或任意順序的多步：

1）熱致變性：將制得的大豆蛋白水懸浮液在30-100℃下水浴加熱攪拌1-10h,?攪拌速率為100-3000r/min；

2）超聲：將大豆蛋白水懸浮液在0-20℃恒溫下進(jìn)行超聲處理，超聲功率為200-600W，時(shí)間為0.5-2h；

3）紫外線(xiàn)照射：將大豆蛋白水懸浮液經(jīng)190-300nm紫外線(xiàn)照射10-240min，同時(shí)用轉(zhuǎn)速為100-3000r/min的磁力攪拌器攪拌；

4）均質(zhì)機(jī)均質(zhì)：將大豆蛋白水懸浮液通過(guò)均質(zhì)機(jī)均質(zhì)5-10個(gè)循環(huán)，均質(zhì)機(jī)的壓力為10-200?bar。

上述方法制得的大豆蛋白微球材料。

上述大豆蛋白微球材料在處理含重金屬離子廢水中的應(yīng)用。具體方法如下：

調(diào)節(jié)含重金屬離子的廢水pH至2-6，控制廢水溫度為20-80℃，將大豆蛋白微球材料投入廢水中，其中重金屬離子與大豆蛋白微球的質(zhì)量比為1/10-1/1，在60-1000r/min的攪拌條件下，攪拌吸附10-480?min，吸附完后進(jìn)行過(guò)濾或離心分離，進(jìn)行固液分離即可。

所述重金屬離子為Cr(????????????????????????????????????????????????)、Cu()、Cd()、Ni(II)、Pb()和Zn()中的一種或多種的混合。

在pH=5.0的情況下，大豆蛋白微球材料對(duì)含重金屬Cr()、Cu()、Cd()、Ni(II)、Pb()和Zn()溶液的飽和吸附量：在20℃下分別為42.60、92.43、106.37、130.05、169.18和174.71?mg/g；在70℃下分別為52.94、115.01、120.83、177.11、235.56和254.95mg/g。