本發(fā)明涉及重金屬吸附，尤其涉及一種非對稱改性菜籽球蛋白基氣凝膠及其制備方法和應用。

背景技術(shù)：

1、現(xiàn)有技術(shù)中，吸附劑在食品凈化過程中發(fā)揮著重要作用，如食品染料、飲用水以及重金屬污染的糧食等可食性物質(zhì)中的重金屬脫除。傳統(tǒng)的吸附劑，如活性炭、黏土礦物等，雖然在食品工業(yè)中得到廣泛應用，但其存在選擇性不高、吸附容量有限且容易引起二次污染的缺陷。因此，開發(fā)吸附效率高、綠色可持續(xù)生產(chǎn)的天然生物大分子氣凝膠具有重要意義。

2、近年來，氣凝膠作為一種新型納米多孔材料被廣泛應用于重金屬吸附領(lǐng)域。而天然大分子由于其優(yōu)異的環(huán)境友好性被認為是極佳的氣凝膠生產(chǎn)原料。目前，基于天然大分子制備的氣凝膠多存在空隙結(jié)構(gòu)不規(guī)則、連通性不足以及整體結(jié)構(gòu)脆弱的問題，研發(fā)一種性能優(yōu)越的天然大分子氣凝膠勢在必行。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種非對稱改性菜籽球蛋白基氣凝膠及其制備方法和應用，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中重金屬脫除選擇性不高、吸附容量有限且容易引起二次污染的技術(shù)問題。

2、為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案：

3、本發(fā)明提供了一種非對稱改性菜籽球蛋白基氣凝膠的制備方法，包括以下步驟：

4、1)以非對稱改性菜籽球蛋白溶液為乳化劑，甲苯和水作為兩個連續(xù)相，進行分散后得到穩(wěn)定的雙連續(xù)相乳液；

5、2)將步驟1)的雙連續(xù)相乳液進行離心處理后，將上層乳液與戊二醛溶液進行交聯(lián)，得到凝膠；

6、3)將步驟2)所得凝膠進行冷凍干燥，得到非對稱改性菜籽球蛋白基氣凝膠。

7、進一步的，步驟1)中，所述甲苯和水的體積比為1：1～4。

8、進一步的，步驟1)中，所述非對稱改性菜籽球蛋白溶液的濃度為7～10mg/ml。

9、進一步的，步驟1)中，所述分散的轉(zhuǎn)速為10000～18000rpm，分散的時間為1～3min。

10、進一步的，步驟2)中，所述離心處理的溫度為2～5℃，離心處理的轉(zhuǎn)速為1000～3000r/min，離心處理的時間為5～15min。

11、進一步的，步驟2)中，所述交聯(lián)的時間為6～14h。

12、進一步的，步驟2)中，所述戊二醛溶液的濃度為1.5～2g/ml。

13、進一步的，步驟3)中，所述冷凍干燥的溫度為-60～80℃，冷凍干燥的時間為40～60h。

14、本發(fā)明提供了一種非對稱改性菜籽球蛋白基氣凝膠。

15、本發(fā)明還提供了一種非對稱改性菜籽球蛋白基氣凝膠作為吸附劑在重金屬吸附中的應用。

16、本發(fā)明的有益效果：

17、本發(fā)明首次應用接觸角為90°的非對稱改性菜籽球蛋白成功制備出雙連續(xù)相型乳液并結(jié)合冷凍干燥技術(shù)得到雙連續(xù)相型乳液氣凝膠，由該蛋白制備出的氣凝膠，具有豐富的孔結(jié)構(gòu)及重金屬吸附位點，且生物安全性好，具備極佳的綠色可持續(xù)應用性。

18、本發(fā)明得到的非對稱改性菜籽球蛋白基氣凝膠作為重金屬吸附劑，具有非常優(yōu)秀的機械性能，且在短時間內(nèi)具有極高的吸附容量。

19、在本發(fā)明應用的雙連續(xù)相結(jié)構(gòu)中，連續(xù)相與生俱來的高比表面積和相互聯(lián)通的孔狀結(jié)構(gòu)，賦予了氣凝膠更加充足的吸附活性位點與更高的機械強度。同時應用冷凍干燥法能夠很好的保留其孔隙結(jié)構(gòu)、吸附活性位點，使生產(chǎn)的氣凝膠具有良好的機械性能以及吸附效率。本發(fā)明的方法不僅提高了植物蛋白基氣凝膠的吸附效率，還具有成本低、綠色可持續(xù)生產(chǎn)的特點。因此，本發(fā)明在重金屬吸附領(lǐng)域具有廣泛的應用前景。

技術(shù)特征：

1.一種非對稱改性菜籽球蛋白基氣凝膠的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非對稱改性菜籽球蛋白基氣凝膠的制備方法，其特征在于，步驟1)中，所述甲苯和水的體積比為1：1～4。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的非對稱改性菜籽球蛋白基氣凝膠的制備方法，其特征在于，步驟1)中，所述非對稱改性菜籽球蛋白溶液的濃度為7～10mg/ml。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的非對稱改性菜籽球蛋白基氣凝膠的制備方法，其特征在于，步驟1)中，所述分散的轉(zhuǎn)速為10000～18000rpm，分散的時間為1～3min。

5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或4所述的非對稱改性菜籽球蛋白基氣凝膠的制備方法，其特征在于，步驟2)中，所述離心處理的溫度為2～5℃，離心處理的轉(zhuǎn)速為1000～3000r/min，離心處理的時間為5～15min。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非對稱改性菜籽球蛋白基氣凝膠的制備方法，其特征在于，步驟2)中，所述交聯(lián)的時間為6～14h。

7.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的非對稱改性菜籽球蛋白基氣凝膠的制備方法，其特征在于，步驟2)中，所述戊二醛溶液的濃度為1.5～2g/ml。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非對稱改性菜籽球蛋白基氣凝膠的制備方法，其特征在于，步驟3)中，所述冷凍干燥的溫度為-60～80℃，冷凍干燥的時間為40～60h。

9.權(quán)利要求1～8任意一項所述的制備方法制備得到的非對稱改性菜籽球蛋白基氣凝膠。

10.權(quán)利要求9所述的非對稱改性菜籽球蛋白基氣凝膠作為吸附劑在重金屬吸附中的應用。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種非對稱改性菜籽球蛋白基氣凝膠及其制備方法和應用，屬于重金屬吸附技術(shù)領(lǐng)域。該氣凝膠采用如下方法制備：將合適濃度的非對稱改性菜籽球蛋白水溶液與適量甲苯混合，高速分散后得到雙連續(xù)相乳液；離心取上層凝膠狀乳液置于戊二醛溶液中交聯(lián)，得到具有固定形狀的凝膠樣品；最后冷凍干燥得到非對稱改性菜籽球蛋白基氣凝膠。本發(fā)明的氣凝膠具有豐富的離子吸附位點以及良好的傳質(zhì)通道，在較短時間內(nèi)可實現(xiàn)離子的大量吸附，是一種高效的重金屬吸附材料。

技術(shù)研發(fā)人員：劉兵,王志高,陳瑤,胡盛慶,陶璇
受保護的技術(shù)使用者：南京財經(jīng)大學
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/10