一种海藻酸盐-柿单宁复合材料的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种海藻酸盐-柿单宁复合材料的制备方法，首先采用酶-超声辅助提取的方法得到柿单宁，然后将浓度为0.1-10wt%的海藻酸盐溶液加入到浓度为0.1-10wt%的柿单宁溶液，得到海藻酸盐/柿单宁共混溶液，最后加入氯化钙对混合溶液进行钙离子交联，最终制备得到海藻酸盐-柿单宁复合材料。本发明专利技术采用酶-超声辅助提取柿单宁，与常规的溶剂提取法相比，无需高温、安全性好、耗时短、效率高。本发明专利技术制备得到的海藻酸盐-柿单宁复合材料具有机械性能好、组织结构规整、孔隙率高，成本低、工艺简单，对重金属离子吸附效果好等优点。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及，首先采用酶-超声辅助提取的方法得到柿单宁，然后将浓度为0.1-10wt%的海藻酸盐溶液加入到浓度为0.1-10wt%的柿单宁溶液，得到海藻酸盐/柿单宁共混溶液，最后加入氯化钙对混合溶液进行钙离子交联，最终制备得到海藻酸盐-柿单宁复合材料。本专利技术采用酶-超声辅助提取柿单宁，与常规的溶剂提取法相比，无需高温、安全性好、耗时短、效率高。本专利技术制备得到的海藻酸盐-柿单宁复合材料具有机械性能好、组织结构规整、孔隙率高，成本低、工艺简单，对重金属离子吸附效果好等优点。【专利说明】
本专利技术属于材料
，特别涉及。
技术介绍
随着我国经济、社会的快速发展，人口数量的不断增长，工业化和城镇化的加快推进，涉及重金属污染的行业正保持着强劲的增长势头，重金属污染事件频发，给环境和人们的健康带来了严重的损害，治理重金属污染已经成为一项刻不容缓的任务。 重金属污染是指由重金属或其化合物所造成的环境污染。重金属不能被生物降解，却能在食物链的生物放大作用下，成千上万倍地富集，最后进入人体。尽管有些重金属如锰、铜、锌等是生命活动必需的微量元素，但是大部分重金属超过一定浓度，就将对人体健康造成损害，导致各种疾病，如:脱水、胃痛、恶心、眩晕、肌肉失调、儿童的神经系统破坏、肺痛、眼睛发炎、皮疹、呕吐、腹痛、疼痛、呼吸困难、肝损伤等。 除去水中重金属离子的方法很多，传统的有化学沉淀法、氧化还原法、铁氧体法、电解法、蒸发浓缩法、离子交换树脂法等，但这些方法大多存在投资大、运行成本高、操作管理麻烦、并且会产生二次污染和不能很好地解决金属和水资源再利用等问题。而生物质吸附剂具有吸附量大、吸附速度快、成本低、操作简单、不产生二次污染等优点，越来越受到人们的青睐。 我国是柿子的原产地和主产国，分布于23个省市自治区，每年的柿子总产量在500万吨左右，但由于其味涩而没有被广泛应用于食品行业，大部分的柿子都未得到有效利用而自然腐坏。涩柿果实中单宁含量在0.13%-1.54%之间，是单宁含量最高的一种水果。柿单宁是一种天然高分子多酚化合物。单宁含有的多个邻位酚羟基，可作为多羟基配体与金属离子进行配体交换反应，形成网状鳌合物，并在不同PH值下沉淀下来，利用该特性可进行金属元素的回收和再利用。 但是由于柿单宁易溶于水，很难直接用于水体中金属离子的去除。因而大多数文献对柿单宁进行改性，缩合柿单宁，然后用于吸附重金属。常用的处理剂/改性剂/交联剂/固化剂包括酸类、醛类、胺类、氯化钙、过硫酸钾等。 同时，有文献进一步制备了柿单宁类复合吸附剂，桂林电子科技大学材料科学与工程学院刘风雷等(材料导报，2014，28 (6): 57-60)以壳聚糖为基质，以戊二醛作交联剂，实现了柿子单宁的固化，并系统研究了该吸附材料对金离子的吸附特性。中国专利技术专利CN201110215779.5以处理后的活性炭:柿单宁溶液为原料制得活性炭-柿单宁复合吸附齐U，该方法成本低、工艺简单，所制备的复合吸附剂具有吸附效果较好的特点。但是海藻酸盐-柿单宁复合材料的研究暂未见报道。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术存在的不足，提供。 本专利技术通过下述技术方案予以实现:(1)将未成熟的天然柿子粉碎过60目筛，加入去离子水和质量分数0.1-0.5%。的酶，进行超声提取，超声功率80-120w，超声时间10-60min，超声温度30_50°C，酶解pH值5_6，料液比为1:5-1:20，将处理后的提取夜真空抽滤，烘干得到柿单宁；(2)将浓度为0.l-10wt%的海藻酸盐溶液加入到浓度为0.l-10wt%的柿单宁溶液，搅拌均匀，调节溶液的PH值5-7，得到海藻酸盐/柿单宁共混溶液；(3)向共混溶液中加入浓度为l_5wt%的氯化钙溶液，混合搅拌后，向复合溶液中滴加lmol/L醋酸溶液，搅拌30-120min后，转入模具静置交联l_48h，用蒸馏水反复清洗，冷冻干燥。 作为优选方案，权利要求1所述的海藻酸盐为海藻酸钠、海藻酸钙、海藻酸钾、海藻酸铵中的一种或多种。 作为优选方案，步骤(I)所述的酶为纤维素酶、果胶酶的混合物，其质量比为1:1。 作为优选方案，步骤(2)所述的海藻酸盐与柿单宁的重量比为1:0.5-2。 作为优选方案，步骤(3)所述的氯化钙为海藻酸盐质量的1%_20%。 作为优选方案，步骤(3)所述的醋酸溶液与海藻酸盐-柿单宁-氯化钙混合溶液的体积比为1:1-1:10。 本专利技术具有如下有益效果:(I)本专利技术所用材料均为天然物质，来源丰富、价格低廉、绿色环保。(2)采用酶-超声辅助提取柿单宁，与常规的溶剂提取法相比，本方法无需高温，安全性好，耗时短，效率高。(3)制备得到的海藻酸盐-柿单宁复合材料具有机械性能好、组织结构规整、孔隙率高，成本低、工艺简单等优点。(4)采用钙离子交联后制备得到的海藻酸盐-柿单宁复合材料能够发挥海藻酸盐、柿单宁的协同吸附功效，对重金属离子的吸附效果比单一的海藻酸盐或柿单宁都要好。(5)将吸附重金属离子的海藻酸盐-柿单宁复合材料，加入1%稀H2SO4可进行解吸，实现海藻酸盐-柿单宁复合材料的再利用。 【具体实施方式】 下面结合【具体实施方式】，进一步阐述本专利技术。 实施例1:将未成熟的天然柿子粉碎过60目筛，加入去离子水和质量分数0.1%。的酶，进行超声提取，超声功率80w，超声时间lOmin，超声温度30°C，酶解pH值5，料液比为1:5，将处理后的提取夜真空抽滤，烘干得到柿单宁。其中酶为纤维素酶、果胶酶的混合物，质量比为1:1。 将浓度为lwt%的1ml海藻酸钠溶液加入到浓度为lwt%的1ml柿单宁溶液，搅拌均匀，调节溶液的PH值5，得到海藻酸钠/柿单宁共混溶液。向共混溶液中加入浓度为lwt%的Iml氯化I丐溶液,混合搅拌后，向复合溶液中滴加lmol/L的5ml醋酸溶液,搅拌60min后，转入模具静置交联10h，用蒸馏水反复清洗，冷冻干燥。 配置初始浓度为250mg/L的铅离子、铜离子溶液，吸附温度为常温。海藻酸盐-柿单宁复合材料对Pb2+和Cu2+的吸附分别在3h、5h内达到平衡，饱和吸附量分别约为112.6mg/g 和 138.7mg/g。 实施例2: 将未成熟的天然柿子粉碎过60目筛，加入去离子水和质量分数0.3%。的酶，进行超声提取，超声功率100w，超声时间30min，超声温度40°C，酶解pH值6，料液比为1:10，将处理后的提取夜真空抽滤，烘干得到柿单宁。其中酶为纤维素酶、果胶酶的混合物，质量比为1:1。 将浓度为5wt%的1ml海藻酸钙溶液加入到浓度为8wt%的1ml柿单宁溶液，搅拌均匀，调节溶液的pH值6，得到海藻酸钙/柿单宁共混溶液。向共混溶液中加入浓度为2wt%的5ml氯化I丐溶液,混合搅拌后，向复合溶液中滴加lmol/L的1ml醋酸溶液,搅拌10min后，转入模具静置交联24h，用蒸馏水反复清洗，冷冻干燥。 实施例3:将未成熟的天然柿子粉碎过60目筛，加入去离子水和质量分数0.5%。的酶，进行超声提取，超声功率120w，超声时间60min，超声温度50°C，酶解pH值6，料液比为1:20，将处理后的提取夜真空抽滤，烘干得到柿单宁。其中酶本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种海藻酸盐‑柿单宁复合材料的制备方法，其特征在于该制备方法包括以下操作步骤：（1）将未成熟的天然柿子粉碎过60目筛，加入去离子水和质量分数0.1‑0.5‰的酶，进行超声提取，超声功率80‑120w，超声时间10‑60min，超声温度30‑50℃，酶解pH值5‑6，料液比为1:5‑1:20，将处理后的提取夜真空抽滤，烘干得到柿单宁；（2）将浓度为0.1‑10wt%的海藻酸盐溶液加入到浓度为0.1‑10wt%的柿单宁溶液，搅拌均匀，调节溶液的pH值5‑7，得到海藻酸盐/柿单宁共混溶液；（3）向共混溶液中加入浓度为1‑5wt%的氯化钙溶液，混合搅拌后，向复合溶液中滴加1mol/L醋酸溶液，搅拌30‑120min后，转入模具静置交联1‑48h，用蒸馏水反复清洗，冷冻干燥。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵兵，
申请(专利权)人：苏州正业昌智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32