本發(fā)明涉及一種生物質(zhì)重金屬吸附材料的制備方法，屬于重金屬處理技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著我國(guó)工農(nóng)業(yè)的不斷發(fā)展，由此而產(chǎn)生的污染問題日益嚴(yán)重，大量的有害重金屬污染物排入水中，嚴(yán)重威脅著人類的身體健康和生態(tài)環(huán)境；為此，人們想出了很多種吸附材料改性治理污染物的方法，通常采用的是水熱改性，化學(xué)改性方法，物理改性方法，目前最有效的改性方法是通過微生物生長(zhǎng)的方式來改變吸附材料的性能，是采用真菌生長(zhǎng)的方式使固體表面的性能得到加強(qiáng)，但無法改變物質(zhì)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，造成吸附材料浪費(fèi)、利用率不高，從而使吸附性能得不到整體的提高；因此能否在此基礎(chǔ)上研究出一種不僅可以改變物質(zhì)的表面性能，還可以改變物質(zhì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的方法，是目前微生物改性吸附材料的技術(shù)發(fā)展方向。油炸豬皮，即使用植物油或動(dòng)物油將豬皮進(jìn)行炸制。油炸豬皮可以干吃也可以經(jīng)過泡發(fā)后可以用來調(diào)涼菜、燒湯、或與其他菜蔬烹制。干吃油炸豬皮就像是吃膨化食品，酥脆，食用泡發(fā)后的油炸豬皮會(huì)感覺香而不膩，多空滑爽，彈性十足。并且油炸豬皮泡發(fā)后具有疏松多孔的結(jié)構(gòu)，使其具備極高的吸附容量。
因此利用油炸豬皮發(fā)明一種重金屬吸附材料具有可以實(shí)現(xiàn)的可能，而提供一種既可以改變其內(nèi)部結(jié)構(gòu)又能提高其表面性能的方法對(duì)吸附劑制備領(lǐng)域具有積極的意義。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題，針對(duì)目前常見的對(duì)天然重金屬吸附材料的改性方法只能改變物質(zhì)的表面性能，提高吸附效果，但無法改變物質(zhì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致吸附材料雖然表面孔隙豐富，但是內(nèi)部孔隙小以至于吸附量低的缺陷，提供了一種生物質(zhì)重金屬吸附材料的制備方法。
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：
（1）取生豬皮用沸水澆燙后刮去表面雜質(zhì)，將除雜后的豬皮放入鍋中并加清水，大火煮至沸騰后轉(zhuǎn)為小火，繼續(xù)煮制3～5min，煮制結(jié)束后撈出豬皮，用冰水淋洗，再用刮刀刮除豬皮內(nèi)側(cè)油脂，得到預(yù)處理豬皮；
（2）將預(yù)處理豬皮晾干，再將晾干后的豬皮放入油鍋煎炸至豬皮蓬松、顏色變黃為止，撈出煎炸后的豬皮放入沸水中煮制，再用去離子水浸泡5～7h，得到疏松多孔的油炸豬皮；
（3）將大頭針插入正方形聚苯乙烯泡沫板中，使針尖穿透泡沫板并露出1cm長(zhǎng)度，制得自制針板，再用自制針板在上述油炸豬皮上反復(fù)壓扎，得到貫穿油炸豬皮，備用；
（4）稱取2～3kg玫瑰茄用水洗凈后粉碎，得到粉碎物，再將粉碎物和去離子水混合后裝入酶解罐中，向罐中加入10～15g纖維素酶和5～8g果膠酶，密封罐口酶解；
（5）待上述酶解結(jié)束后，取出酶解產(chǎn)物過濾去除濾渣，得到酶解液，將酶解液濃縮，得到濃縮液，將所得濃縮液和草酸溶液混合后得到復(fù)合改性液；
（6）將步驟（3）備用的貫穿油炸豬皮用甲醇溶液沖洗，再將沖洗后的貫穿油炸豬皮和上述復(fù)合改性液混合后裝入發(fā)酵罐中，再向發(fā)酵罐中加入醋酸菌菌懸液，保溫發(fā)酵；
（7）待上述發(fā)酵結(jié)束后，取出發(fā)酵改性后的貫穿油炸豬皮，冷凍干燥，最后粉碎并過20目篩，收集過篩粉末包裝后即得生物質(zhì)重金屬吸附材料。
步驟（1）中所述的清水的加入量為豬皮質(zhì)量的8～10倍，冰水的溫度為2～4℃。
所述的正方形聚苯乙烯泡沫板邊長(zhǎng)為10cm，大頭針的插針量為25根/cm2。
步驟（4）中所述的粉碎物和去離子水的質(zhì)量比為1:5，酶解溫度為45～55℃，酶解時(shí)間為6～8h。
步驟（5）中所述的濃縮方法是：將酶解液移入旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀中，在40～50℃下旋蒸濃縮至其原體積的1/5，得到濃縮液。
步驟（5）中所述的濃縮液和草酸溶液的體積比為3:1，草酸溶液濃度為0.1mol/l。
步驟（6）中所述的甲醇溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)為70%，貫穿油炸豬皮和復(fù)合改性液的質(zhì)量比為1:10，醋酸菌菌懸液濃度為104cfu/ml，醋酸菌菌懸液的加入量為油炸豬皮質(zhì)量的5%。
所述的冷凍干燥溫度為-30～-20℃。
本發(fā)明的有益效果是：
（1）本發(fā)明首先通過油的熱力作用使豬皮內(nèi)部孔隙膨脹變大，形成疏松多孔的結(jié)構(gòu)，再用針板壓扎后使豬皮內(nèi)部孔隙貫通，用甲醇溶液清洗油漬的同時(shí)又使豬皮表面的吸附位點(diǎn)充分暴露，經(jīng)富含活性基團(tuán)和羥基檸檬酸的玫瑰茄酶解液改性，在微生物的作用下增加多孔豬皮內(nèi)部及表面孔隙中的活性基團(tuán)數(shù)量以及羥基檸檬酸和草酸的含量，同時(shí)微生物可對(duì)豬皮產(chǎn)生微腐，形成更多超微孔，不僅改變了多孔油炸豬皮的表面性能，也改變了其內(nèi)部結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步提高了豬皮的吸附性能；
（2）豬皮吸附重金屬后通過檸檬酸和草酸的絡(luò)合作用，緊緊鎖住重金屬離子，最后沉降清除即可，可使吸附更徹底，能將吸附材料徹底利用，提高了利用率。
具體實(shí)施方式
取生豬皮用沸水澆燙后刮去表面雜質(zhì)，將除雜后的豬皮放入鍋中，再向鍋中加入豬皮質(zhì)量8～10倍的清水，大火煮至沸騰后轉(zhuǎn)為小火，繼續(xù)煮制3～5min，煮制結(jié)束后撈出豬皮，用2～4℃的冰水淋洗3～5遍，再用刮刀刮除豬皮內(nèi)側(cè)油脂，得到預(yù)處理豬皮；將預(yù)處理豬皮懸掛在陰涼通風(fēng)處晾干5～7天，再將晾干后的豬皮放入油鍋煎炸至豬皮蓬松、顏色變黃為止，撈出煎炸后的豬皮放入沸水中煮制3～5min，再用豬皮質(zhì)量8～10倍的去離子水浸泡5～7h，得到疏松多孔的油炸豬皮；按25根/cm2的插針量將大頭針插入邊長(zhǎng)為10cm的正方形聚苯乙烯泡沫板中，使針尖穿透泡沫板并露出1cm長(zhǎng)度，制得自制針板，再用自制針板在油炸豬皮上反復(fù)壓扎8～10遍，得到貫穿油炸豬皮；稱取2～3kg玫瑰茄用水洗凈后倒入粉碎機(jī)中粉碎20～30min得到粉碎物，再將粉碎物和去離子水按質(zhì)量比為1:5混合后裝入酶解罐中，向罐中加入10～15g纖維素酶和5～8g果膠酶，密封罐口后在45～55℃下酶解6～8h；待酶解結(jié)束后，取出酶解產(chǎn)物過濾去除濾渣，得到酶解液，將酶解液移入旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀中，在40～50℃下旋蒸濃縮至其原體積的1/5，得到濃縮液，將所得濃縮液和濃度為0.1mol/l草酸溶液按體積比為3:1混合后得到復(fù)合改性液；將貫穿油炸豬皮用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為70%甲醇溶液沖洗10～15min，再將沖洗后的貫穿油炸豬皮和復(fù)合改性液按質(zhì)量比為1:10混合后裝入發(fā)酵罐中，再向發(fā)酵罐中加入油炸豬皮質(zhì)量5%的濃度為104cfu/ml醋酸菌菌懸液，在35～40℃下保溫發(fā)酵5～7天；待發(fā)酵結(jié)束后，取出發(fā)酵改性后的貫穿油炸豬皮，放入真空凍干機(jī)中以-30～-20℃的溫度冷凍干燥，最后用粉碎機(jī)粉碎后過20目篩，收集過篩粉末包裝后即得生物質(zhì)重金屬吸附材料。
實(shí)例1
取生豬皮用沸水澆燙后刮去表面雜質(zhì)，將除雜后的豬皮放入鍋中，再向鍋中加入豬皮質(zhì)量10倍的清水，大火煮至沸騰后轉(zhuǎn)為小火，繼續(xù)煮制5min，煮制結(jié)束后撈出豬皮，用4℃的冰水淋洗5遍，再用刮刀刮除豬皮內(nèi)側(cè)油脂，得到預(yù)處理豬皮；將預(yù)處理豬皮懸掛在陰涼通風(fēng)處晾干7天，再將晾干后的豬皮放入油鍋煎炸至豬皮蓬松、顏色變黃為止，撈出煎炸后的豬皮放入沸水中煮制5min，再用豬皮質(zhì)量10倍的去離子水浸泡7h，得到疏松多孔的油炸豬皮；按25根/cm2的插針量將大頭針插入邊長(zhǎng)為10cm的正方形聚苯乙烯泡沫板中，使針尖穿透泡沫板并露出1cm長(zhǎng)度，制得自制針板，再用自制針板在油炸豬皮上反復(fù)壓扎10遍，得到貫穿油炸豬皮；稱取3kg玫瑰茄用水洗凈后倒入粉碎機(jī)中粉碎30min得到粉碎物，再將粉碎物和去離子水按質(zhì)量比為1:5混合后裝入酶解罐中，向罐中加入15g纖維素酶和8g果膠酶，密封罐口后在55℃下酶解8h；待酶解結(jié)束后，取出酶解產(chǎn)物過濾去除濾渣，得到酶解液，將酶解液移入旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀中，在50℃下旋蒸濃縮至其原體積的1/5，得到濃縮液，將所得濃縮液和濃度為0.1mol/l草酸溶液按體積比為3:1混合后得到復(fù)合改性液；將貫穿油炸豬皮用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為70%甲醇溶液沖洗15min，再將沖洗后的貫穿油炸豬皮和復(fù)合改性液按質(zhì)量比為1:10混合后裝入發(fā)酵罐中，再向發(fā)酵罐中加入油炸豬皮質(zhì)量5%的濃度為104cfu/ml醋酸菌菌懸液，在40℃下保溫發(fā)酵7天；待發(fā)酵結(jié)束后，取出發(fā)酵改性后的貫穿油炸豬皮，放入真空凍干機(jī)中以-20℃的溫度冷凍干燥，最后用粉碎機(jī)粉碎后過20目篩，收集過篩粉末包裝后即得生物質(zhì)重金屬吸附材料。
實(shí)例2
取生豬皮用沸水澆燙后刮去表面雜質(zhì)，將除雜后的豬皮放入鍋中，再向鍋中加入豬皮質(zhì)量8倍的清水，大火煮至沸騰后轉(zhuǎn)為小火，繼續(xù)煮制3min，煮制結(jié)束后撈出豬皮，用2℃的冰水淋洗3遍，再用刮刀刮除豬皮內(nèi)側(cè)油脂，得到預(yù)處理豬皮；將預(yù)處理豬皮懸掛在陰涼通風(fēng)處晾干5天，再將晾干后的豬皮放入油鍋煎炸至豬皮蓬松、顏色變黃為止，撈出煎炸后的豬皮放入沸水中煮制3min，再用豬皮質(zhì)量8倍的去離子水浸泡5h，得到疏松多孔的油炸豬皮；按25根/cm2的插針量將大頭針插入邊長(zhǎng)為10cm的正方形聚苯乙烯泡沫板中，使針尖穿透泡沫板并露出1cm長(zhǎng)度，制得自制針板，再用自制針板在油炸豬皮上反復(fù)壓扎8遍，得到貫穿油炸豬皮；稱取2kg玫瑰茄用水洗凈后倒入粉碎機(jī)中粉碎20min得到粉碎物，再將粉碎物和去離子水按質(zhì)量比為1:5混合后裝入酶解罐中，向罐中加入10g纖維素酶和5g果膠酶，密封罐口后在45℃下酶解6h；待酶解結(jié)束后，取出酶解產(chǎn)物過濾去除濾渣，得到酶解液，將酶解液移入旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀中，在40℃下旋蒸濃縮至其原體積的1/5，得到濃縮液，將所得濃縮液和濃度為0.1mol/l草酸溶液按體積比為3:1混合后得到復(fù)合改性液；將貫穿油炸豬皮用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為70%甲醇溶液沖洗10min，再將沖洗后的貫穿油炸豬皮和復(fù)合改性液按質(zhì)量比為1:10混合后裝入發(fā)酵罐中，再向發(fā)酵罐中加入油炸豬皮質(zhì)量5%的濃度為104cfu/ml醋酸菌菌懸液，在35℃下保溫發(fā)酵5天；待發(fā)酵結(jié)束后，取出發(fā)酵改性后的貫穿油炸豬皮，放入真空凍干機(jī)中以-30℃的溫度冷凍干燥，最后用粉碎機(jī)粉碎后過20目篩，收集過篩粉末包裝后即得生物質(zhì)重金屬吸附材料。
實(shí)例3
取生豬皮用沸水澆燙后刮去表面雜質(zhì)，將除雜后的豬皮放入鍋中，再向鍋中加入豬皮質(zhì)量9倍的清水，大火煮至沸騰后轉(zhuǎn)為小火，繼續(xù)煮制4min，煮制結(jié)束后撈出豬皮，用3℃的冰水淋洗4遍，再用刮刀刮除豬皮內(nèi)側(cè)油脂，得到預(yù)處理豬皮；將預(yù)處理豬皮懸掛在陰涼通風(fēng)處晾干6天，再將晾干后的豬皮放入油鍋煎炸至豬皮蓬松、顏色變黃為止，撈出煎炸后的豬皮放入沸水中煮制4min，再用豬皮質(zhì)量9倍的去離子水浸泡6h，得到疏松多孔的油炸豬皮；按25根/cm2的插針量將大頭針插入邊長(zhǎng)為10cm的正方形聚苯乙烯泡沫板中，使針尖穿透泡沫板并露出1cm長(zhǎng)度，制得自制針板，再用自制針板在油炸豬皮上反復(fù)壓扎9遍，得到貫穿油炸豬皮；稱取2kg玫瑰茄用水洗凈后倒入粉碎機(jī)中粉碎25min得到粉碎物，再將粉碎物和去離子水按質(zhì)量比為1:5混合后裝入酶解罐中，向罐中加入12g纖維素酶和7g果膠酶，密封罐口后在50℃下酶解7h；待酶解結(jié)束后，取出酶解產(chǎn)物過濾去除濾渣，得到酶解液，將酶解液移入旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀中，在45℃下旋蒸濃縮至其原體積的1/5，得到濃縮液，將所得濃縮液和濃度為0.1mol/l草酸溶液按體積比為3:1混合后得到復(fù)合改性液；將貫穿油炸豬皮用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為70%甲醇溶液沖洗12min，再將沖洗后的貫穿油炸豬皮和復(fù)合改性液按質(zhì)量比為1:10混合后裝入發(fā)酵罐中，再向發(fā)酵罐中加入油炸豬皮質(zhì)量5%的濃度為104cfu/ml醋酸菌菌懸液，在37℃下保溫發(fā)酵6天；待發(fā)酵結(jié)束后，取出發(fā)酵改性后的貫穿油炸豬皮，放入真空凍干機(jī)中以-25℃的溫度冷凍干燥，最后用粉碎機(jī)粉碎后過20目篩，收集過篩粉末包裝后即得生物質(zhì)重金屬吸附材料。
對(duì)照例：以生物炭為重金屬吸附材料，
將實(shí)例1至實(shí)例3及對(duì)照例的重金屬吸附材料分別投加至重金屬含量一樣的水中，投加的量2.0g/l，投加結(jié)束后，對(duì)其進(jìn)行攪拌并靜置，取上清液，檢測(cè)其重金屬含量，檢測(cè)結(jié)果如表1。
表1
由上表可知，本發(fā)明制備的生物質(zhì)重金屬吸附材料大大降低了水中的重金屬含量，使其符合飲用水的標(biāo)準(zhǔn)。