[發明專利]一種半胱氨酸改性絲瓜絡吸附劑的制備及應用

有效

• 申請號: 201310443563.3
• 申請日: 2013-09-26
• 公開（公告）號: CN103447009A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發明（設計）人: 李慧芝;許崇娟;魏琴
• 申請（專利權）人: 濟南大學
• 主分類號: B01J20/24
• 分類號: B01J20/24;B01J20/30;C02F1/28;C02F1/62
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技術領域

本發明涉及一種生物吸附劑的制備方法及對重金屬吸附的應用技術領域，特別涉及一種半胱氨酸改性絲瓜絡吸附劑制備方法及對重金屬離子吸附的應用技術。

背景技術

重金屬，特別是汞、鎘、鉛、鉻等具有顯著毒性，它們在水體中不能被微生物降解，而只能發生各種形態相互轉化和分散、富集過程。重金屬對活的生物體具有很高的毒性和致癌性，并且會在生物體內富集、積累產生很高的毒性，而且還會通過食物鏈產生放大效應。由于重金屬所產生的毒性不能生物降解，存在水體、土壤環境中的重金屬離子日益受到人們的重視。除去重金屬通常采用化學沉淀法、絮凝法、離子交換法和電解法等，但是這些方法均存在費用高、效率低等缺點。近年來，利用天然高分子纖維（如棉、麻、棕櫚樹皮、絲瓜絡、甘蔗渣、花生殼等）改性合成各種吸附劑，這種吸附劑具有價廉、易得、可再生、可生物降解等優點。

絲瓜絡為葫蘆科一年生草本植物絲瓜的成熟果實中的維管束或者說絲瓜的枯老果實。絲瓜是我國夏秋季節常用蔬菜，全國大多數的省區有產，為栽培品，絲瓜絡是地球非常豐富的再生資源，具有質輕價廉、可降解、環境友好、與其它天然高分子纖維比較絲瓜絡具有很強的機械性能、耐磨等特點，絲瓜絡由多層絲狀纖維交織而成的網狀物，體輕，質堅韌，不能折斷，同時含木聚糖、甘露聚糖、半乳聚糖等，而且其具有親水性，還帶有豐富的配位基、很容易進行化學改性，國內絲瓜絡改性后作為吸附劑在金屬離子吸附中的應用。

絲瓜絡作為吸附劑在金屬離子吸附中的應用,申請號為200810034734.6的專利中公開了絲瓜絡對多種金屬離子吸附性能及絲瓜絡作為吸附劑在金屬離子吸附中的應用，其中絲瓜絡對Cu²⁺和Zn²⁺的脫附率均在40％左右，絲瓜絡對Cu²⁺的吸附量分別為0.16mmol/g，對Zn²⁺的吸附量約為0.39mmol/g，在pH為1的體系中，脫附率分別為46%、47%；在申請號為200810034735.0?的專利中公開了絲瓜絡的堿化改性方法及其應用，其堿處理絲瓜絡對Zn²⁺的吸附量較Cu²⁺高，且吸附量差距較大，經原子吸收定量分析，絲瓜絡對Cu²⁺的吸附量約為7~8mg/g，對Zn²⁺的吸附量約為21~22mg/g；在申請號為200810034737.X的專利中公開了醚化絲瓜絡的制備方法及其在金屬離子吸附中的應用，其醚化絲瓜絡對Fe³⁺的最大吸附量為27.4mg/g。對Zn²⁺的最大吸附量為36.3mg/g；申請號為200910019165.2的專利中公開了巰基功能化絲瓜絡制備方法及應用，獲得的巰基官能化絲瓜絡對Cd²⁺的吸附容量可高達226mg/g，最高吸附率可達99.5%，對Fe³⁺的最大吸附量為30.12mg/g，對Zn²⁺的最大吸附量為41.81mg/g,?對Cu²⁺的最大吸附量為29.26mg/g，申請號為201110276244.9的專利中公開了檸檬酸絲瓜絡制備方法劑應用，其檸檬酸絲瓜絡對Cd²⁺的吸附容量可高達189mg/g，最高吸附率可達98.5%，對Pb²⁺的最大吸附量為285mg/g,?最高吸附率可達99.2%，?對亞甲基藍的最大吸附量為316mg/g，最高吸附率可達96.2%，具有羧酸特性，可直接對水體中各種金屬離子、有機染料的吸附和洗脫。

半胱氨酸是一種常見氨基酸，具有有效的解毒作用和抗衰老作用，因此不存在污染環境的問題，另外半胱氨酸側鏈上的巰基基團和羧基基團都是可以和重金屬結合的官能團，采用半胱氨酸改性制備吸附劑也有報道，李青等，研究了半胱氨酸改性介孔材料吸附Hg²⁺，（李青等，半胱氨酸改性介孔材料對Hg²⁺高選擇性分離富集性能研究，分析化學，2013，41（1）：93~97）；楊亞玲等，研究了半胱氨酸改性甘蔗渣對Cd²⁺的吸附性能，其對Cd²⁺的最大吸附容量為：122.75mg/g，（楊亞玲等，環氧氯丙烷和半胱氨酸改性甘蔗渣對Cd²⁺的吸附，云南化工，2010，34（1），11~14）。利用半胱氨酸改性絲瓜絡制備吸附劑，即具有巰基與某些重金屬離子有很強的鰲合作用的性質，又具有天然高分子的可再生、可降解、環保友好、廉價等優點，是重要的生物資源。利用半胱氨酸改性絲瓜絡制得吸附劑未見報道。

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