[發明專利]一種膠原蛋白肽接枝水熱炭微球吸附劑的制備方法

有效

• 申請號: 201810688891.2
• 申請日: 2018-06-28
• 公開（公告）號: CN108854970B
• 公開（公告）日: 2021-05-18
• 發明（設計）人: 林曉艷;何雨;陳彥;周建;羅學剛
• 申請（專利權）人: 西南科技大學
• 主分類號: B01J20/22
• 分類號: B01J20/22;B01J20/30;C02F1/28;C02F101/20
• 代理公司: 北京遠大卓悅知識產權代理有限公司 11369
• 代理人: 賈曉燕

本發明公開了一種膠原蛋白肽接枝水熱炭微球吸附劑的制備方法，包括：(1)膠原蛋白肽粉末的制備；(2)羧基化水熱炭微球的制備；(3)將1～10份羧基化水熱炭微球分散于20～50份超純水中，超聲1～3小時，攪拌，加入1～10份1?乙基?(3?二甲氨基丙基)碳化二亞胺EDC和N?羥基琥珀酸亞胺NHS的混合物使水熱炭的羧基活化，冰浴反應30～90分鐘，再加入1～50份膠原蛋白肽粉末，冰浴反應30～90分鐘，移出冰浴，室溫反應24小時后過濾，洗滌，干燥，得到膠原蛋白肽接枝水熱炭微球吸附劑，本發明的膠原蛋白肽接枝水熱炭材料對重金屬離子具有高吸附容量和選擇性，可運用于含重金屬離子廢水的處理；本發明制備方法操作簡單，效率高，制備工藝簡單，實用性強，成本低，制得的吸附劑是一種環境友好材料。

技術領域

本發明屬于生物質資源利用和生物質吸附材料技術領域，具體涉及一種膠原蛋白肽接枝水熱炭微球吸附劑的制備方法。

背景技術

重金屬廢水主要來源于采礦、選礦、冶煉、電鍍、化工、機械等行業。這些含重金屬廢水具有化學毒性和放射性毒性，對人體健康和生態環境造成了嚴重危害。與化學沉淀法、離子交換法、溶劑萃取法等傳統重金屬廢水處理技術相比，生物質吸附法具有成本低、吸附容量大、可再生等優點，被廣泛應用于廢水中重金屬離子的分離富集，而如何開發出一種具有優異吸附效果的新型吸附劑是當今亟待研究和解決的熱點和重點問題。

制革業所產生的固體廢棄物主要來源于制革過程中排出的固體廢渣和削減下來的邊角料。這些皮革廢棄物的長期堆積不僅造成了嚴重的環境污染和資源浪費，而且嚴重威脅人類健康，尤其是含鉻廢棄皮革中的鉻具有強毒性，因此限制了其在食品、醫療等行業的回收利用和應用發展。

膠原蛋白肽是皮革完全水解后的產物，分子量較低，易溶于水，具有良好的生物相容性，因其顯著的生理活性廣泛應用于功能性食品、保健食品、化妝品和藥品。膠原分子中含有大量氨基、羧基、羥基等活性官能團，可吸附多種重金屬離子和有機物。但由于其水溶性，反而限制了膠原蛋白肽在吸附領域的應用。

水熱炭微球作為一種新型炭基材料，不僅具有耐高溫、抗輻射、耐酸堿等優點，而且碳源來源豐富、反應條件溫和、不需要添加任何有機試劑和催化劑，是一種完全綠色的材料，但水熱炭微球表面的功能化基團十分有限，極大地限制了其在重金屬離子吸附分離的應用。因此需要通過化學改性的方法，增加表面功能基團含量，以提高其對重金屬離子的吸附容量和吸附選擇性。

本發明中以廢棄皮革原料，經過水解得到的膠原蛋白肽，膠原蛋白肽接枝水熱炭微球制備得到新型吸附劑材料，不僅解決了資源合理利用和環境污染問題，而且克服了水熱炭材料在吸附方面的應用瓶頸，為開發和研究生物質材料提供了新途徑，符合可持續發展要求，具有廣闊的應用前景。

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，提供了一種膠原蛋白肽接枝水熱炭微球吸附劑的制備方法，包括以下步驟：

步驟一、將廢棄皮革剪成均勻的粒狀皮革，按重量份，將粒狀皮革1～10份浸泡于50～100份超純水中，加入0.5～2份的堿，在45～85℃下攪拌反應1～24h，過濾，用酸將濾液pH調至中性，干燥后研磨，得到膠原蛋白肽粉末；

步驟二、將適量的5～20wt％的葡萄糖溶液加入反應釜中，擰緊反應釜將其置于一定溫度下反應一定時間，自然冷卻至室溫，將反應產物洗滌，過濾，干燥，并在空氣氣氛中焙燒碳化，得到羧基化水熱炭微球；

步驟三、將1～10份羧基化水熱炭微球分散于20～50份超純水中，超聲1～3小時，攪拌，加入1～10份1-乙基-(3-二甲氨基丙基)碳化二亞胺EDC和N-羥基琥珀酸亞胺NHS的混合物使水熱炭的羧基活化，冰浴反應30～90分鐘，再加入1～50份膠原蛋白肽粉末，冰浴反應30～90分鐘，移出冰浴，室溫反應24小時后過濾，洗滌，干燥，得到膠原蛋白肽接枝水熱炭微球吸附劑。