[發明專利]一種纖維類天然高分子吸附劑及其應用

有效

• 申請號: 201310059836.4
• 申請日: 2013-02-26
• 公開（公告）號: CN103100376A
• 公開（公告）日: 2013-05-15
• 發明（設計）人: 王榮民;李慧茹;何玉鳳;黃一君;張立佳
• 申請（專利權）人: 西北師范大學
• 主分類號: B01J20/24
• 分類號: B01J20/24;B01J20/30;C02F1/28;C02F1/62;C02F1/58
• 代理公司: 甘肅省知識產權事務中心 62100
• 代理人: 張英荷

技術領域

本發明屬于水處理技術領域，涉及一種纖維類天然高分子吸附劑的制備；本發明同時還涉及該吸附劑在含重金屬鉛離子和銅離子，染料亞甲基藍、孔雀石綠、堿性品紅以及含有萘酚的廢水處理中的應用。

背景技術

近年來，隨著工農業廢水及城市生活污水排放量的逐漸增加，我國的江、河、湖、庫水域普遍受到不同程度的污染，水質在不斷惡化，對生態環境和人類健康造成嚴重的危害。傳統的廢水處理方法有離子交換法，溶劑萃取法、化學沉淀法、氧化還原法、吸附法、電化學處理法和膜技術法，但大部分處理技術存在藥劑用量大，費用昂貴，效果不理想，容易產生二次污染等問題。吸附法是一種簡單、廉價而且高效的方法。目前，對無毒、低價、高效而且有較強的絡合能力的吸附劑的開發已成為研究熱點，以天然高分子，農林廢棄物和工業副產物作為吸附劑應用于廢水處理已受到越來越多人的關注。

纖維素是地球上最豐富的天然高分子化合物，也是自然界取之不盡、用之不竭的資源。近年來，隨著石油等能源價格的飛速攀升以及可持續發展的迫切需要，纖維素作為環境友好的可再生資源越來越受到重視。由于纖維素是一種纖維狀多毛細管的立體規整性高分子聚合物，具有多孔和比表面積大的特性，且分子內含有許多親水性的羥基，因此具有一定的吸附性。

豆渣是在生產豆乳、豆漿和豆腐等豆制品過程中產生的不溶性殘渣。豆渣是良好的纖維原料，主要成分是纖維素纖維和木質素纖維，其中纖維素含量占據了干物質的一半。豆渣作為豆制品制作工藝中產生的廢物，產量很大，大約每年產量為8萬噸，占我國大豆年產量的8%-10%。但由于其易腐爛性和存儲運輸中的不便性，這些豆渣僅作為飼料、肥料或作為廢棄物處理，沒有實現其利用價值，經濟效益低，同時也造成了一定程度的環境污染。另外，豆渣中含有豐富的膳食纖維，還含有大豆異黃酮、大豆蛋白質、鈣、磷、維生素等，具有豐富的營養價值、獨特的藥用價值和保健功能，將其廢棄，也造成了極大的浪費，因此，開發和利用豆渣具有廣闊的市場潛力。CN102631896A提供了以豆渣為原料，通過微生物生長法制備的吸附材料用于甲醛的吸附。CN102687668A，CN102687669A公開了分別以干、濕豆渣為原料制備貓砂。但這些吸附劑沒有涉及含重金屬離子、染料及萘酚廢水處理的研究。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術中存在的問題，提供一種既可以用于水處理又可以作為食用快速解毒劑的纖維類天然高分子吸附劑。

（一）纖維類天然高分子吸附劑的制備

本發明纖維類天然高分子吸附劑，是將新鮮豆渣先用蒸餾水洗滌，過濾除去水溶性物質；再用質量百分數50?~?80%的乙醇溶液浸泡1?~?10h，過濾，蒸餾水洗滌；然后用pH=8?~?11的碳酸氫鈉溶液浸泡1?~?10h；過濾，分別用乙醇、蒸餾水洗滌，除去小分子物質；最后于35?~?65℃下真空干燥，粉碎，過100目篩，既得該纖維類天然高分子吸附劑（SHR）。

所述新鮮豆渣為豆制品加工行業生產豆漿、豆腐、豆乳所得的不溶性殘渣。

（二）纖維類天然高分子吸附劑的結構

下面通過傅立葉紅外光譜（FT-IR）、X射線光電子能譜分析（XPS）、元素分析等表征手段，對本發明制備的吸附劑的結構進行分析說明。

1、FT-IR光譜分析

吸附劑（SHR）FT-IR光譜分析如圖1所示，從圖1中可以看出，吸附劑（SHR）主要吸收峰3422?cm^-1?是醇、酚–OH的伸縮振動吸收峰；2925和2855cm^-1?是CH的伸縮振動峰；1061和?794?cm^-1分別是纖維素環的C–O–C?和?C–H?振動吸收峰；1744?與1647?cm^-1?是羰基的特征吸收峰，1417?cm^-1?是羧基中C–O的伸縮振動峰。由此可見，該吸附劑中含有–OH、C–O及-C=O等活性基團，能與金屬離子、染料以及有機物進行絡合，從而對污水中的金屬離子、染料以及有機物具有吸附作用。

2、XPS分析