一种以废弃羽毛为原料的除甲醛凝胶及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种以废弃羽毛为原料的除甲醛凝胶的制备方法。1)将废弃羽毛用清水洗涤，经干燥后，再经膨化、粉粹，得到预处理的羽毛粉；2)将羽毛粉加入到弱酸中进行酸解反应，得到水解液；3)水解液过滤后，收集滤液，向滤液中加入凝胶剂，搅拌均匀后静置，得到除甲醛凝胶。与现有的单一地使用膨化或对羽毛直接进行水解处理相比，本发明专利技术先采用膨化法对羽毛进行预处理，然后再用弱酸进行水解，这样不仅能使羽毛达到较高的水解率，也能极大程度地提升产品的甲醛去除率。同时所用的弱酸还可以通过微生物发酵制得，避免了强酸、强碱带来的环境危害。害。害。

【技术实现步骤摘要】
一种以废弃羽毛为原料的除甲醛凝胶及其制备方法

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[0001]本专利技术属于空气净化领域，具体涉及一种以废弃羽毛为原料的除甲醛凝胶及其制备方法。

技术介绍
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[0002]甲醛，又称蚁醛，是一种无色、有刺激性气味的气体，是室内空气污染的主要来源。甲醛能够与空气中的某些物质作用转变成致癌物质，严重危害人类健康。甲醛普遍存在于装修材料中，由于甲醛的释放比较缓慢，使之成为室内空气的主要污染源之一。为了能够快速除去甲醛，保护人类的生活环境，市场上衍生出一系列除甲醛的产品。目前市面上出现的除甲醛材料大多是吸附型和催化氧化型。吸附型的净化效率低，很难完全除去空气污染物；催化氧化型的成本高，而且引入的化学试剂会对环境造成二次污染。所以现有的空气净化材料或多或少存在一些问题，因此，开发一种绿色、廉价、新型、高效率、可回收降解利用的空气净化材料具有重要的意义。
[0003]近年来，随着我国经济的快速发展，规模化养殖迅速推广，与此同时也带来了大量的废弃资源，如羽毛。羽毛中角蛋白含量高达90％以上，且水解产物主要是可溶性蛋白、多肽、寡肽及氨基酸。目前羽毛角蛋白的应用方向主要是动物饲料、肥料、纺织、化妆品和医药等行业，还未将其拓展到其它方向，如空气净化材料。由于羽毛角蛋白水解产物中含有大量的氨基活性官能团，可以在常温常压下与甲醛发生反应生成羟甲基衍生物和水，为其发展为除甲醛材料提供了可能性，同时也不会带来环境污染。

技术实现思路
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[0004]基于此，我们开发了一种利用弱酸水解膨化羽毛粉制备除甲醛凝胶的方法。此方法不仅使废弃的羽毛充分地得到资源化利用，而且整个过程绿色、环保，实现了废弃物增值利用的目标。
[0005]为了实现上述目标，本专利技术的技术按如下方案进行：
[0006]一种以废弃羽毛为原料的除甲醛凝胶，其是通过以下方法制备的，包括如下步骤：
[0007]1)将废弃羽毛用清水洗涤，经干燥后，再经膨化、粉粹，得到预处理的羽毛粉；
[0008]2)将羽毛粉加入到弱酸中进行酸解反应，得到水解液；
[0009]3)水解液过滤后，收集滤液，向滤液中加入凝胶剂，搅拌均匀后静置，得到除甲醛凝胶。
[0010]优选地，所述的步骤1)中的干燥是在烘箱中干燥，烘箱温度为60
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80℃，干燥时间为24
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72h。
[0011]优选地，所述的步骤1)中的粉粹是粉碎后100
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200目筛，收集滤过物。
[0012]优选地，步骤2)弱酸的浓度为质量分数1
‑
40％，羽毛粉的浓度为1
‑
50g/L。进一步优选为所述的弱酸是质量分数为20％的醋酸溶液，羽毛粉的浓度为20g/L。
[0013]优选地，所述的弱酸为醋酸、乳酸、柠檬酸中的任意一种或几种。
[0014]优选地，步骤2)中的酸解反应的时间为6
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48h，温度为25
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50℃。进一步优选，所述的酸解反应时间为48h，温度为40℃。
[0015]步骤2)中的酸解反应，羽毛水解率为20
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60％。
[0016]优选地，步骤3)中向滤液中加入凝胶剂，凝胶剂的质量含量为1
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20％。进一步优选，所述的凝胶剂的质量含量为10％。
[0017]优选地，所述的凝胶剂为明胶、果胶、卡拉胶中的一种或几种。
[0018]与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：
[0019]1.与现有的单一地使用膨化或对羽毛直接进行水解处理相比，本专利技术先采用膨化法对羽毛进行预处理，然后再用弱酸进行水解，这样不仅能使羽毛达到较高的水解率，也能极大程度地提升产品的甲醛去除率。同时所用的弱酸还可以通过微生物发酵制得，避免了强酸、强碱带来的环境危害。
[0020]2.与现有的除甲醛原料来源相比，本专利技术所使用的原料为废弃羽毛，不仅使废弃资源得到充分利用，同时也降低了产品的生产成本。
[0021]3.本专利技术添加凝胶剂将水解液制备成凝胶，不仅增加了对甲醛的吸附作用，同时吸附在凝胶材料上的甲醛与氨基活性官能团发生反应，生成羟甲基衍生物，达到不可逆地去除甲醛的效果。
[0022]4.本专利技术所使用的原材料廉价、易得，制备过程简单、易控，适合产业化生产，具有较大的市场前景。
附图说明
[0023]图1为羽毛预处理形态变化图；
[0024]图2为空白例1的凝胶样品图；
[0025]图3为实施例1的凝胶样品图。
具体实施方式
[0026]为了使本专利技术所述的内容更加便于理解，下面结合具体实施方式对本专利技术所述方案做进一步说明。
[0027]实施例1
[0028]1、将农场收集的废弃羽毛，用清水洗涤干净，经烘箱80℃干燥48h后，再经挤压膨化机膨化、粉粹过100目筛，得到预处理的羽毛粉(图1)。
[0029]2、配置质量分数为20％的醋酸溶液100mL，称取步骤1)得到的膨化羽毛粉2.0g加入其中。
[0030]3、上述混合液放置在温度为40℃，转速为180rmp的恒温摇床中进行水解，时间为48h。
[0031]4、将上述的混合液过滤，固液分离，滤渣经烘箱在80℃烘干至恒重，称量剩余固体量，以差重法计算羽毛的水解率。
[0032]5、量取上述滤液20mL，缓慢向其中加入2.0g的果胶，边加边搅拌使其均匀混合，静置1h，得到的凝胶记为编号1(图3)。
[0033]实施例2
[0034]将实施例1中步骤2)的醋酸溶液换为100mL的去离子水，其余等同于实施例1，得到的凝胶记为编号2。
[0035]实施例3
[0036]将实施例1中步骤1)的废弃羽毛用清水洗涤干净，经烘箱80℃干燥48h后不经膨化直接使用，其余等同于实施例1，得到的凝胶记为编号3。
[0037]空白例1
[0038]室温条件下，向20mL的去离子水中缓慢加入2.0g的果胶，边加入边搅拌使其溶解均匀和完全，静置1h，得到空白凝胶(图2)。
[0039]性能测试
[0040]为了检测本专利技术所制备的凝胶除甲醛性能，提供以下测试实验：
[0041]1.实验方法
[0042]分别取空白例1和试验组1
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3(对应实施例1、2、3)的凝胶材料放置在密闭的含有100mg/m3甲醛的有机玻璃箱体内，在常温常压下检测试验开始时箱体的甲醛浓度，再每隔2h进行采样，检测箱体内甲醛的浓度，计算甲醛的去除率。
[0043]检测方法依据：根据GB/T 15516
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1995空气质量—甲醛的测定—乙酰丙酮分光光度法对产品净化效果进行测定。
[0044]2.试验结果
[0045]试验组编号1
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3和空白例1凝胶48h后除甲醛的检测结果见下表1所示：
[0046]Entry编号1编号2编号3空白例1水解率57％26.本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种以废弃羽毛为原料的除甲醛凝胶的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：1)将废弃羽毛用清水洗涤，经干燥后，再经膨化、粉粹，得到预处理的羽毛粉；2)将羽毛粉加入到弱酸中进行酸解反应，得到水解液；3)水解液过滤后，收集滤液，向滤液中加入凝胶剂，搅拌均匀后静置，得到除甲醛凝胶。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的步骤1)中的干燥是在烘箱中干燥，烘箱温度为60
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80℃，干燥时间为24
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72h。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的步骤1)中的粉粹是粉碎后过100
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200目筛，收集滤过物。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤2)所述的弱酸的浓度为质量分数1
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40％，羽毛粉的浓度为1
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50g/L...

【专利技术属性】
技术研发人员：李清心，冯莉，吴金川，王钦庆，胡子毅，王春凤，
申请(专利权)人：广东省科学院生物与医学工程研究所，
类型：发明
国别省市：