[發明專利]改性海綿皮革吸附重金屬材料的制備方法

有效

• 申請號: 201710543003.3
• 申請日: 2017-07-05
• 公開（公告）號: CN107138138B
• 公開（公告）日: 2019-12-27
• 發明（設計）人: 張永德;都忠偉;喬丹;張思月
• 申請（專利權）人: 西南科技大學;青海開門礦業開發有限公司
• 主分類號: B01J20/24
• 分類號: B01J20/24;B01J20/28;B01J20/30;C02F1/28;C02F101/22
• 代理公司: 11369 北京遠大卓悅知識產權代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 鄭健

本發明公開了一種改性海綿皮革吸附重金屬材料的制備方法，包括：將廢棄皮革剪成均勻的顆粒后浸泡于水中，然后干燥，得到皮革顆粒；取干燥后的皮革顆粒加入堿性溶液中，然后將其恒溫振蕩進行堿水解活化，過濾，用水反復洗滌，直至濾液的pH值接近中性，再次過濾后真空冷凍干燥，得到堿水解皮革；取鞣酸溶液和堿水解皮革加入反應釜中，混合后擰緊反應釜將其置于一定溫度下反應一定時間；取出后自然冷卻至室溫；將反應產物置于超純水中攪拌洗滌，過濾，干燥，得到改性海綿皮革吸附材料。本發明中改性海綿皮革吸附重金屬材料經改性后，制得具有高吸附鉻容量的新吸附材料，可運用于含鉻廢水的處理；具有良好的經濟效益和推廣應用前景。

技術領域

本發明屬于生物質材料資源利用和復合吸附材料技術領域，涉及一種改性海綿皮革吸附重金屬材料的制備方法及應用。特別適用于生物質改性技術及吸附材料應用等。

背景技術

制革過程中的廢棄物主要分為固液兩種類型。其中，固體廢棄物主要是制革中削、減和修整下來的邊腳料，蛋白質是其主要的組成成分；而液體廢棄物主要是廢液和污泥，生皮受酸、堿、酶水解作用后產生的氨基酸和蛋白質為其主要的組成成分。皮革固體廢棄物分為含鉻和不含鉻兩種，鉻毒性很強，因此這兩種廢棄物的回收利用所涉及的領域大不相同。

膠原蛋白是廢棄皮革水解的主產物，而膠原蛋白屬于具有生物相容性的高分子物質，對生物細胞中的組織聯合具有重要作用。利用膠原蛋白制備填充劑、復鞣劑、蛋白類涂飾材料等，在食品行業、醫藥行業、化妝品行業、飼料行業等得到了一定的應用和發展；也有研究者將含鉻革屑采用酸-堿-氧化交替的方法，從含鉻廢棄物中將鉻脫掉。分離出鉻含量為150ppb的白色膠原，膠原蛋白也可應用于制備工業明膠。目前研究者一般直接用廢棄皮革屑吸附染料、重金屬離子、陰離子，或從皮革中提取膠原纖維進行一系列改性后制備吸附劑。

廢棄皮革含有豐富的膠原纖維，不僅具有良好的機械性能而且膠原纖維上又含有豐富的官能團，可進行多種金屬離子和有機物的吸附。目前，人們對于將皮革固體廢棄物及其改性后材料應用于吸附行業的研究愈加重視，已經有大量的工作者對將膠原纖維從皮革中提取出來將其直接或者改性后應用于金屬離子和有機物的吸附，均取得了較好的研究成果。然而，直接將廢棄皮革進行改性并將其應用于礦冶廢水中重金屬鉻的吸附的研究卻鮮有報道。鑒于此，用簡單的改性方法開發低成本、高選擇性、環境友好的皮革吸附劑并將其應用于礦冶廢水中重金屬鉻的提取不僅可為廢棄皮革吸附劑的研究提供了新思路。

本發明采用自然界中最豐富、價廉易得的廢棄皮革可再生資源，通過化學改性將其改性成海綿皮革吸附重金屬材料，既為礦冶廢水鉻元素處理提供新的思路，又能為開發利用生物質材料提供新途徑，解決了資源合理利用和環境污染問題，符合可持續發展的要求，具有較大的使用價值和廣闊的應用前景。

發明內容

本發明的一個目的是解決至少上述問題和/或缺陷，并提供至少后面將說明的優點。

為了實現根據本發明的這些目的和其它優點，提供了一種改性海綿皮革吸附重金屬材料的制備方法，包括下列步驟：

步驟一、將廢棄皮革剪成均勻的顆粒后浸泡于水中24～48h，然后用水洗滌2～3次，于40～60℃烘箱內干燥12～24h，得到皮革顆粒；

步驟二、取干燥后的皮革顆粒加入堿性溶液中，然后將其恒溫振蕩進行堿水解活化，過濾，用水反復洗滌，直至濾液的pH值接近中性，再次過濾后真空冷凍干燥12～24h，得到堿水解皮革；

步驟三、取鞣酸溶液和堿水解皮革加入反應釜中，混合后擰緊反應釜將其置于一定溫度下反應一定時間；取出后自然冷卻至室溫；

步驟四、將步驟三的反應產物置于超純水中攪拌洗滌1～2h，過濾，在50～70℃烘箱內干燥5～8h，得到改性海綿皮革吸附材料。