[發明專利]多孔淀粉/硫代蘋果酸復合干凝膠應用于吸附水中的梔子黃分子

有效

• 申請號: 201610067801.9
• 申請日: 2016-01-31
• 公開（公告）號: CN105688827B
• 公開（公告）日: 2017-11-10
• 發明（設計）人: 孔泳;鮑麗平
• 申請（專利權）人: 常州大學
• 主分類號: B01J20/24
• 分類號: B01J20/24;B01J20/28;B01J20/30;C02F1/28
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技術領域

本發明涉及多孔淀粉/硫代蘋果酸復合干凝膠應用于吸附水中的梔子黃分子，屬于廢水處理和材料合成領域。

技術背景

梔子黃是從梔子果實中提取的天然色素，廣泛應用于食品和衣物的染色。梔子黃具有較好的水溶性且溶液呈橙黃色，常伴隨著水一起排放至江河中，水質的顏色是水質污染最明顯的鑒定指標,不經處理直接排放有顏色的水，不僅影響大自然的美觀，而且大量有顏色的水體阻礙了水中的光合作用，導致水質的污染。另外，梔子黃中含有京尼平，該物質被證明具有基因毒性。

目前，一些吸附劑已經運用到染料廢水處理中，比如：氧化碳納米管、石墨烯氧化物、生物質材料、黏土及其改性物質、活性炭和天然多糖改性材料。基于天然多糖的改性吸附劑由于其來源豐富、價格低廉、無污染和良好的生物降解性已經被廣泛使用，天然多糖中含有大量的活性基團如氨基、羥基和羧基，有利于與染料分子發生分子間作用力，從而達到去除的目的。

淀粉由于其成本低和來源廣被認為是最有前途的天然多糖之一，淀粉分子中存在眾多羥基，可進行多種修飾，但是，天然的、非改性的淀粉幾乎沒有工業實用性。因此，有必要根據淀粉的結構及其理化性質對其進行修飾處理，使之能符合應用的要求。淀粉分子內含有較強的氫鍵，本發明將硫代蘋果酸作為小分子摻雜在淀粉的鏈之間，破壞了淀粉分子內的氫鍵，首次合成了一種多孔淀粉/硫代蘋果酸復合干凝膠，并將其應用到吸附水中的梔子黃分子中。這種廉價又環保的綠色材料在染料廢水處理中具有廣闊的應用前景。

發明內容

本發明的目的是在于提供一種多孔淀粉/硫代蘋果酸復合干凝膠的制備以及其對水中梔子黃的吸附，且具有較好的吸附效果。

本發明所述多孔淀粉/硫代蘋果酸復合干凝膠應用于吸附水中的梔子黃分子，包括以下步驟：

a、制備多孔淀粉/硫代蘋果酸復合干凝膠：稱取一定量的硫代蘋果酸溶解于超純水中，然后向其中加入馬鈴薯淀粉，加熱攪拌。得到凝膠化的淀粉/硫代蘋果酸復合物。冷凍干燥，得到多孔淀粉/硫代蘋果酸復合干凝膠；

b、對梔子黃的吸附：配制一定濃度的梔子黃溶液，移取適量梔子黃溶液置于燒杯中，將步驟a中制得的多孔淀粉/硫代蘋果酸復合干凝膠吸附水中的梔子黃，同時使用紫外可見分光光度計檢測吸附后梔子黃溶液的特征吸收峰強度，當梔子黃的特征吸收峰強度保持不變時，即多孔淀粉/硫代蘋果酸復合干凝膠吸附梔子黃達到平衡。

進一步，步驟a中硫代蘋果酸的質量為4～6g。

進一步，步驟a中超純水的體積為80～120mL。

進一步，步驟a中馬鈴薯淀粉的質量為4～6g。

進一步，步驟a中加熱溫度為80～100℃。

進一步，步驟a中攪拌時間為20～50min。

進一步，步驟b中梔子黃的濃度為100～400mg/L。

進一步，步驟b中梔子黃的特征吸收峰為442nm。

本發明的有益效果是：多孔淀粉/硫代蘋果酸復合干凝膠的制備方法簡便易行、無污染、成本低廉且具有優良的生物降解性，該復合材料對梔子黃分子的吸附效率高、操作簡便。

附圖說明

下面結合附圖對本發明進一步說明。

圖1為實施例一中制備的多孔淀粉/硫代蘋果酸復合干凝膠的場發射掃描電鏡圖。

圖2為實施例二中梔子黃濃度與紫外吸光強度的關系曲線圖。

圖3為實施例三中吸附時間對梔子黃平衡吸附量的影響。

圖4為實施例四中梔子黃初始濃度對梔子黃平衡吸附量的影響。

圖5分別為對比例一、二、三中硫代蘋果酸、馬鈴薯淀粉和淀粉干凝膠以及實施例一中的多孔淀粉/硫代蘋果酸復合干凝膠對水中梔子黃吸附性能對比圖；a:硫代蘋果酸，b:馬鈴薯淀粉，c:淀粉干凝膠，d:多孔淀粉/硫代蘋果酸復合干凝膠。

具體實施方式

現在結合具體實施例對本發明做進一步說明，以下實施例旨在說明本發明而不是對本發明的進一步限定。

在本發明詳細敘述和實施例子中所示的梔子黃的平衡吸附量是按下述方法測定的：q_e＝V(C₀–C_e)/W，式中，C₀為梔子黃的初始濃度(mg/L)，C_e為吸附后梔子黃的濃度(mg/L)，q_e為平衡吸附量(mg/g)，V為梔子黃溶液的體積(L)，W為吸附劑投加量(g)。

實施例一：

制備多孔淀粉/硫代蘋果酸復合干凝膠包括以下步驟：