[發(fā)明專利]一種基于膳食纖維的重金屬離子吸附劑

有效

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• 申請日: 2020-09-07
• 公開（公告）號: CN112076732B
• 公開（公告）日: 2022-03-25
• 發(fā)明（設計）人: 王莉;任明非;吳青蘭;張新霞
• 申請（專利權）人: 江南大學
• 主分類號: B01J20/24
• 分類號: B01J20/24;B01J20/30;C02F1/28;C02F101/20
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠知識產(chǎn)權代理有限公司 23211
• 代理人: 彭素琴

本發(fā)明公開了一種基于膳食纖維的重金屬離子吸附劑，屬于生物吸附劑技術領域。本發(fā)明所述的Cd²⁺吸附劑是利用米糠不溶性膳食纖維制備得到，所述的米糠不溶性膳食纖維包括米糠纖維素、半纖維素及木質素，其中米糠纖維素、半纖維素和木質素的質量比為(0.5?2):(0.5?2):(0.5?1.5)。本發(fā)明中米糠不溶性膳食纖維主要組分的分子結構具有羥基、羧基等含氧官能團，可以通過陽離子交換或靜電相互作用，對Cd²⁺產(chǎn)生較強的親和力，使得Cd²⁺隨纖維一起排出體外，減少Cd²⁺在機體的蓄積。

技術領域

本發(fā)明涉及一種基于膳食纖維的重金屬離子吸附劑，屬于生物吸附劑技術領域。

背景技術

鎘、汞、鉛等重金屬對于人類和動物來說是機體的非必需元素，它們因毒性強、易移動，且極易在機體蓄積引起了國內外學者廣泛關注。人體主要通過呼吸、飲食和抽煙等途徑攝入Cd²⁺，它們會在機體組織迅速蓄積，蓄積時間長達10～30年，不易從機體排出體外，從而對人體健康產(chǎn)生威脅。當進入機體的Cd²⁺濃度達到一定值，會對腎臟和肝臟造成損傷，機體會陸續(xù)出現(xiàn)咳嗽、胸悶和呼吸困難等癥狀，重金屬離子還可通過直接骨損傷或由于腎功能障礙而間接導致骨脫礦，嚴重者甚至引發(fā)癌癥。

常用的吸附重金屬離子的纖維有可溶性纖維和不溶性纖維，通常會采用改性技術(物理、化學、酶法)對纖維進行改性作為吸附劑；也有采用不同來源不溶性膳食纖維或可溶性膳食纖維混合作為吸附劑，這些吸附劑需要進行額外的改性處理，以及需要和可溶性纖維進行混合才能很好的發(fā)揮吸附作用。

而且目前有人將米糠通過粉碎來吸附鎘離子，雖然能實現(xiàn)單一鎘離子的吸附，但是并不實現(xiàn)選擇性吸附鎘離子或者不具有一定的抗干擾能力，也就是說米糠并不具有選擇性吸附混合體系中鎘離子的作用。

米糠作為稻米加工副產(chǎn)物，來源豐富，成本低。但米糠常被用作飼料或被廢棄，高值化利用率低。脫脂米糠是米糠生產(chǎn)米糠油時得到的產(chǎn)物，含有豐富的膳食纖維、植酸鈣和蛋白質等物質。其中膳食纖維含量占脫脂米糠的40％左右，而不溶性膳食纖維是脫脂米糠膳食纖維的重要組成部分。不溶性膳食纖維主要包括纖維素、半纖維素及木質素，但目前，并未有提及將不溶性纖維的三種主要成分提取出來后按一定比例混合的報道。

發(fā)明內容

為了解決上述至少一個問題，本發(fā)明提供了一種利用米糠不溶性膳食纖維主要組分制備的Cd²⁺吸附劑及其應用。

本發(fā)明的第一個目的是提供一種重金屬Cd²⁺吸附劑，所述的吸附劑是利用米糠不溶性膳食纖維制備得到，所述的米糠不溶性膳食纖維包括米糠纖維素、半纖維素及木質素，其中米糠纖維素、半纖維素和木質素的質量比為(0.5-2):(0.5-2):(0.5-1.5)。

在本發(fā)明的一種實施方式中，所述的米糠纖維素、半纖維素和木質素的質量比為1:1:1。

本發(fā)明的第二個目的是制備所述重金屬Cd²⁺吸附劑的方法，包括如下步驟：

將米糠不溶性膳食纖維混合均勻，即得到重金屬Cd²⁺吸附劑；其中米糠不溶性膳食纖維包括米糠纖維素、半纖維素及木質素，三者的質量比為(0.5-2):(0.5-2):(0.5-1.5)。

在本發(fā)明的一種實施方式中，所述米糠纖維素、半纖維素及木質素均采用80-150目篩進行過篩處理。

在本發(fā)明的一種實施方式中，所述米糠纖維素、半纖維素及木質素的氧含量占碳氧總含量的比例分別大于33％、31％和24％。

在本發(fā)明的一種實施方式中，米糠纖維素、半纖維素及木質素的羥基基團含量占樣品含氧官能團含量的比例分別大于10％、20％和5％。