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。中國是世界馬鈴薯總產(chǎn)量最多的國家，種植面積占世界的1/4 ;淀粉是食用馬鈴薯的主要能量來源，目前我國大部分地區(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，土豆渣的污染問題也是越來越嚴重，現(xiàn)在我國大中型淀粉產(chǎn)有800多個，每年排放的土豆渣達到400多萬噸，這些土豆渣大多數(shù)是被廢棄的，極少部分是用來喂養(yǎng)牲口，造成了嚴重的環(huán)境污染。
[0003]近年來，隨著經(jīng)濟的發(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，隨之而來的空氣、水污染問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，減少水資源的浪費和環(huán)境污染、提高企業(yè)經(jīng)濟效益和社會效，對各種廢水進行深度處理勢在必行。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，它是通過微生物的生長方式來改變物質(zhì)的表面性能，從而提高吸附效果，比如，公開號為CN102631895A，名稱為“葛根渣吸附材料及其制備方法”采用的就是微生物生長方式來改變物質(zhì)表面性能達到活化目的，但是該方法無法改變物質(zhì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)，從而造成吸附材料棄費、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)問題:針對微生物生長方式只能夠改變物質(zhì)表面性能，提高吸附效果，但是無法改變物質(zhì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)，從而造成吸附材料浪費、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)量分數(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)過濾，濾渣在自然通風的條件下晾干；
(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，待霉芽長出0.8?1.4 μ m時，用質(zhì)量分數(shù)為2.2%?2.8% H2O2溶液滅菌；
(7)滅菌后，在火爐上反復焙炒，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，通過厭氧發(fā)酵使得整個土豆渣內(nèi)部呈膨脹機構(gòu)，以土豆渣為基質(zhì)，鎳、鋅為骨架、霉芽為生長點，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。
【具體實施方式】
[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)量分數(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 ;接下來過濾，濾渣在自然通風的條件下晾干；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，待霉芽長出0.8?1.4 μπι時，用質(zhì)量分數(shù)為2.2%?2.8% H2O2溶液滅菌；最后滅菌后，在火爐上反復焙炒，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)量分數(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 ;接下來過濾，濾渣在自然通風的條件下晾干；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，待霉芽長出0.8 μπι時，用質(zhì)量分數(shù)為2.2% H2O2溶液滅菌；最后滅菌后，在火爐上反復焙炒，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，測定含硫廢水的濃度，去除率為99.6%。去除率高，澄清效果好。
實例2
[0013]首先取提取土豆素后的土豆渣135g，加入含有質(zhì)量分數(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 ;接下來過濾，濾渣在自然通風的條件下晾干；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，待霉芽長出1.2 μπι時，用質(zhì)量分數(shù)為2.6% H2O2溶液滅菌；最后滅菌后，在火爐上反復焙炒，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，測定含硫廢水的濃度，去除率為99.8%。去除率高，澄清效果好。
實例3
[0015]首先取提取土豆素后的土豆渣140g，加入含有質(zhì)量分數(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 ;接下來過濾，濾渣在自然通風的條件下晾干；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，待霉芽長出1.4 μ m時，用質(zhì)量分數(shù)為2.8% H2O2溶液滅菌；最后滅菌后，在火爐上反復焙炒，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】
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)量分數(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)過濾，濾渣在自然通風的條件下晾干； (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，待霉芽長出0.8?1.4 μ m時，用質(zhì)量分數(shù)為2.2%?2.8% H2O2溶液滅菌； (7)滅菌后，在火爐上反復焙炒，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，通過加入琥珀酸溶液浸泡、過濾、曬干、厭氧發(fā)酵使其發(fā)霉，然后待長出霉芽后滅菌之后經(jīng)過焙炒、冷卻、干燥一系列步驟完成。本發(fā)明是通過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)酵使得整個土豆渣內(nèi)部呈膨脹機構(gòu)，更能促進物質(zhì)表面的極性且效果顯著。本發(fā)明方法獨特，實例證明介孔土豆渣去除率高達99.6％以上，澄清效果好。
【IPC分類】B01J20/24, B01J20/30, B01J20/28
【公開號】CN104998619
【申請?zhí)枴緾N201510331205
【發(fā)明人】雷春生, 張帆
【申請人】常州大學
【公開日】2015年10月28日
【申請日】2015年6月15日