一種介孔土豆渣吸附材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種介孔土豆渣吸附材料及其制備方法，屬于環(huán)保材料制備領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]土豆又叫做馬鈴薯，屬于前科多年生草木植物，扁圓形或高15?18cm，塊莖可供食用，是全球第三大重要糧食作物，僅次于小麥和玉米。中國(guó)是世界馬鈴薯總產(chǎn)量最多的國(guó)家，種植面積占世界的1/4 ;淀粉是食用馬鈴薯的主要能量來(lái)源，目前我國(guó)大部分地區(qū)土豆加工業(yè)主要就是提取淀粉，但隨著淀粉產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，土豆渣的污染問(wèn)題也是越來(lái)越嚴(yán)重，現(xiàn)在我國(guó)大中型淀粉產(chǎn)有800多個(gè)，每年排放的土豆渣達(dá)到400多萬(wàn)噸，這些土豆渣大多數(shù)是被廢棄的，極少部分是用來(lái)喂養(yǎng)牲口，造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染。
[0003]近年來(lái)，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，石油、化工等重工業(yè)發(fā)展迅速，各地化工企業(yè)如雨后春筍般涌出，隨之而來(lái)的空氣、水污染問(wèn)題也日益為人們所重視，由此而產(chǎn)生各種污水也成為行業(yè)發(fā)展制約因素之一。而為了保持企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，減少水資源的浪費(fèi)和環(huán)境污染、提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效，對(duì)各種廢水進(jìn)行深度處理勢(shì)在必行。目前處理污水的方法多種多樣，比如:活性污泥法、厭氧處理法、真菌法等，但是目前比較有效的還是一種新型微生物改性方法，它是通過(guò)微生物的生長(zhǎng)方式來(lái)改變物質(zhì)的表面性能，從而提高吸附效果，比如，公開(kāi)號(hào)為CN102631895A，名稱(chēng)為“葛根渣吸附材料及其制備方法”采用的就是微生物生長(zhǎng)方式來(lái)改變物質(zhì)表面性能達(dá)到活化目的，但是該方法無(wú)法改變物質(zhì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)，從而造成吸附材料棄費(fèi)、材料的利用率不高，吸附性能也不能提高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題:針對(duì)微生物生長(zhǎng)方式只能夠改變物質(zhì)表面性能，提高吸附效果，但是無(wú)法改變物質(zhì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)，從而造成吸附材料浪費(fèi)、材料的利用率不高，吸附性能也不能提高的弊端；提供了一種介入土豆渣吸附材料及其制備方法，有效地改變了物質(zhì)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，節(jié)約了吸附材料，提高了材料的利用率。
[0005]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
所述的一種介孔土豆渣吸附材料，是由土豆渣、硝酸鎳、硝酸鋅和琥珀酸溶液為主要原料制備而成。
[0006]所述一種介孔土豆渣吸附材料及其制備方法，其步驟在于:
(1)取提取土豆素后的土豆渣130?140g，加入含有質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%?30%琥珀酸溶液600?800mL浸泡；
(2)在上述混合物中加入6?9g硝酸鎳、7?1g硝酸鋅，室溫下攪拌2.0?2.5h ;
(3)過(guò)濾，濾渣在自然通風(fēng)的條件下晾干；
(4)把晾干后的土豆渣混合物用雞鴨糞覆蓋，并保持溫度70°C?75°C，厭氧發(fā)酵13?18天；
(5)把厭氧發(fā)酵后的土豆渣放在陰暗、潮濕、通風(fēng)的地方發(fā)霉； (6)在發(fā)霉期間，每隔15min用氯仿溶液淋濕，待霉芽長(zhǎng)出0.8?1.4 μ m時(shí)，用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.2%?2.8% H2O2溶液滅菌；
(7)滅菌后，在火爐上反復(fù)焙炒，然后迅速冷卻、冷凍和干燥，即可得到介孔土豆渣吸附材料。
[0007]本發(fā)明在原有微生物改性土豆渣吸附材料基礎(chǔ)上，加入硝酸鎳、硝酸鋅在琥珀酸溶液的混合體系中，經(jīng)引入硝酸鎳和硝酸鋅夾雜在土豆渣中，通過(guò)厭氧發(fā)酵使得整個(gè)土豆渣內(nèi)部呈膨脹機(jī)構(gòu)，以土豆渣為基質(zhì)，鎳、鋅為骨架、霉芽為生長(zhǎng)點(diǎn)，經(jīng)滅菌后形成介孔。
[0008]本發(fā)明的有益效果是:
(1)利用土豆渣作為主要吸附材料，使得吸附材料成本得到降低；
(2)在原有微生物改性土豆渣吸附材料基礎(chǔ)上加入硝酸鎳、硝酸鋅，促進(jìn)物質(zhì)表面的急性性能，提高了吸附材料的吸附性能；
(3)在表面改性過(guò)程中，利用土豆渣內(nèi)部膨脹，形成介孔，從而使得表面性能得到了加強(qiáng)。
【具體實(shí)施方式】
[0009]該吸附材料是由土豆渣、硝酸鎳、硝酸鋅和琥珀酸溶液為主要原料制備而成。
[0010]首先取提取土豆素后的土豆渣130?140g，加入含有質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25 %?30 %琥珀酸溶液600?800mL浸泡；然后在上述混合物中加入6?9g硝酸鎳、7?1g硝酸鋅，室溫下攪拌2.0?2.5h ;接下來(lái)過(guò)濾，濾渣在自然通風(fēng)的條件下晾干；之后把晾干后的土豆渣混合物用雞鴨糞覆蓋，并保持溫度70°C?75°C，厭氧發(fā)酵13?18天；隨后把厭氧發(fā)酵后的土豆渣放在陰暗、潮濕、通風(fēng)的地方發(fā)霉；在發(fā)霉期間，每隔15min用氯仿溶液淋濕，待霉芽長(zhǎng)出0.8?1.4 μπι時(shí)，用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.2%?2.8% H2O2溶液滅菌；最后滅菌后，在火爐上反復(fù)焙炒，然后迅速冷卻、冷凍和干燥，即可得到介孔土豆渣吸附材料。
實(shí)例I
[0011]首先取提取土豆素后的土豆渣130g，加入含有質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%琥珀酸溶液600mL浸泡；然后在上述混合物中加入6g硝酸鎳、7g硝酸鋅，室溫下攪拌2.0h ;接下來(lái)過(guò)濾，濾渣在自然通風(fēng)的條件下晾干；之后把晾干后的土豆渣混合物用雞鴨糞覆蓋，并保持溫度70°C，厭氧發(fā)酵13天；隨后把厭氧發(fā)酵后的土豆渣放在陰暗、潮濕、通風(fēng)的地方發(fā)霉；在發(fā)霉期間，每隔15min用氯仿溶液淋濕，待霉芽長(zhǎng)出0.8 μπι時(shí)，用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.2% H2O2溶液滅菌；最后滅菌后，在火爐上反復(fù)焙炒，然后迅速冷卻、冷凍和干燥，即可得到介孔土豆渣吸附材料。
[0012]本實(shí)例中取上述方法制備得到的土豆渣吸附材料0.4g放入體積為60mL、濃度為1100mg/L的含硫廢水中，攪拌25min后分離，測(cè)定含硫廢水的濃度，去除率為99.6%。去除率高，澄清效果好。
實(shí)例2
[0013]首先取提取土豆素后的土豆渣135g，加入含有質(zhì)量分?jǐn)?shù)為28%琥珀酸溶液700mL浸泡；然后在上述混合物中加入Sg硝酸鎳、9g硝酸鋅，室溫下攪拌2.3h ;接下來(lái)過(guò)濾，濾渣在自然通風(fēng)的條件下晾干；之后把晾干后的土豆渣混合物用雞鴨糞覆蓋，并保持溫度72°C，厭氧發(fā)酵15天；隨后把厭氧發(fā)酵后的土豆渣放在陰暗、潮濕、通風(fēng)的地方發(fā)霉；在發(fā)霉期間，每隔15min用氯仿溶液淋濕，待霉芽長(zhǎng)出1.2 μπι時(shí)，用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.6% H2O2溶液滅菌；最后滅菌后，在火爐上反復(fù)焙炒，然后迅速冷卻、冷凍和干燥，即可得到介孔土豆渣吸附材料。
[0014]本實(shí)例中取上述方法制備得到的土豆渣吸附材料0.5g放入體積為60mL、濃度為1100mg/L的含硫廢水中，攪拌27min后分離，測(cè)定含硫廢水的濃度，去除率為99.8%。去除率高，澄清效果好。
實(shí)例3
[0015]首先取提取土豆素后的土豆渣140g，加入含有質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%琥珀酸溶液SOOmL浸泡；然后在上述混合物中加入9g硝酸鎳、1g硝酸鋅，室溫下攪拌2.5h ;接下來(lái)過(guò)濾，濾渣在自然通風(fēng)的條件下晾干；之后把晾干后的土豆渣混合物用雞鴨糞覆蓋，并保持溫度75°C，厭氧發(fā)酵8天；隨后把厭氧發(fā)酵后的土豆渣放在陰暗、潮濕、通風(fēng)的地方發(fā)霉；在發(fā)霉期間，每隔15min用氯仿溶液淋濕，待霉芽長(zhǎng)出1.4 μ m時(shí)，用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.8% H2O2溶液滅菌；最后滅菌后，在火爐上反復(fù)焙炒，然后迅速冷卻、冷凍和干燥，即可得到介孔土豆渣吸附材料。
[0016]本實(shí)例中取上述方法制備得到的土豆渣吸附材料0.6g放入體積為60mL、濃度為1100mg/L的含硫廢水中，攪拌29min后分離，測(cè)定含硫廢水的濃度，去除率為99.99%。去除率高，澄清效果好。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種介孔土豆渣吸附材料，其特征在于:該吸附材料是由土豆渣、硝酸鎳、硝酸鋅和琥珀酸溶液為主要原料制備而成。2.一種介孔土豆渣吸附材料制備方法，其特征在于: (1)取提取土豆素后的土豆渣130?140g，加入含有質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%?30%琥珀酸溶液600?800mL浸泡；(2)在上述混合物中加入6?9g硝酸鎳，7?1g硝酸鋅，室溫下攪拌2.0?2.5h ; (3)過(guò)濾，濾渣在自然通風(fēng)的條件下晾干； (4)把晾干后的土豆渣混合物用雞鴨糞覆蓋，并保持溫度70°C?75°C，厭氧發(fā)酵13?18天； (5)把厭氧發(fā)酵后的土豆渣放在陰暗、潮濕、通風(fēng)的地方發(fā)霉； (6)在發(fā)霉期間，每隔15min用氯仿溶液淋濕，待霉芽長(zhǎng)出0.8?1.4 μ m時(shí)，用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.2%?2.8% H2O2溶液滅菌； (7)滅菌后，在火爐上反復(fù)焙炒，然后迅速冷卻、冷凍和干燥，即可得到介孔土豆渣吸附材料。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種介孔土豆渣吸附材料及其制備方法，屬于環(huán)保材料制備領(lǐng)域。本發(fā)明是由土豆渣、硝酸鎳、硝酸鋅和琥珀酸溶液為主要原料制備而成，通過(guò)加入琥珀酸溶液浸泡、過(guò)濾、曬干、厭氧發(fā)酵使其發(fā)霉，然后待長(zhǎng)出霉芽后滅菌之后經(jīng)過(guò)焙炒、冷卻、干燥一系列步驟完成。本發(fā)明是通過(guò)原有微生物改性土豆渣吸附材料基礎(chǔ)上引入硝酸鎳、硝酸鋅夾雜在土豆渣中，厭氧發(fā)酵使得整個(gè)土豆渣內(nèi)部呈膨脹機(jī)構(gòu)，更能促進(jìn)物質(zhì)表面的極性且效果顯著。本發(fā)明方法獨(dú)特，實(shí)例證明介孔土豆渣去除率高達(dá)99.6％以上，澄清效果好。
【IPC分類(lèi)】B01J20/24, B01J20/30, B01J20/28
【公開(kāi)號(hào)】CN104998619
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510331205
【發(fā)明人】雷春生, 張帆
【申請(qǐng)人】常州大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年10月28日
【申請(qǐng)日】2015年6月15日