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用于铅吸附的壳聚糖-大豆蛋白复合多孔微球的制备方法   0    0

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专利申请流程有哪些步骤?
专利申请流程图
申请
申请号:指国家知识产权局受理一件专利申请时给予该专利申请的一个标示号码。唯一性原则。
申请日:提出专利申请之日。
2017-08-06
申请公布
申请公布指发明专利申请经初步审查合格后,自申请日(或优先权日)起18个月期满时的公布或根据申请人的请求提前进行的公布。
申请公布号:专利申请过程中,在尚未取得专利授权之前,国家专利局《专利公报》公开专利时的编号。
申请公布日:申请公开的日期,即在专利公报上予以公开的日期。
2017-12-19
授权
授权指对发明专利申请经实质审查没有发现驳回理由,授予发明专利权;或对实用新型或外观设计专利申请经初步审查没有发现驳回理由,授予实用新型专利权或外观设计专利权。
2020-01-21
预估到期
发明专利权的期限为二十年,实用新型专利权期限为十年,外观设计专利权期限为十五年,均自申请日起计算。专利届满后法律终止保护。
2037-08-06
基本信息
有效性 有效专利 专利类型 发明专利
申请号 CN201710663948.9 申请日 2017-08-06
公开/公告号 CN107376872B 公开/公告日 2020-01-21
授权日 2020-01-21 预估到期日 2037-08-06
申请年 2017年 公开/公告年 2020年
缴费截止日
分类号 B01J20/26B01J20/28B01J20/30G01N21/31 主分类号 B01J20/26
是否联合申请 独立申请 文献类型号 B
独权数量 1 从权数量 0
权利要求数量 1 非专利引证数量 1
引用专利数量 2 被引证专利数量 0
非专利引证 1、程爱华 等.壳聚糖Pb2+螯合吸附剂的性能表征《.环境工程学报》.2015,第9卷(第8期),第3597-3601页. 胡惠媛 等.戊二醛交联壳聚糖席夫碱的合成及其对Pb2+吸附性能的研究《.试验与研究》.2016,第43卷(第16期),第10-13页. 张全丽.Pb2+印迹改性磁性壳聚糖纳米材料的制备及吸附性能研究《.中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅰ辑》.2013,(第6期),全文. Dagang Liu et al.Adsorption Behaviorof Heavy Metal Ions from Aqueous Solutionby Soy Protein Hollow Microspheres. 《INDUSTRIAL & ENGINEERING CHEMISTRYRESEARCH》.2013,第52卷(第32期),第11036-11044页.;
引用专利 CN101805452A、CN101391199A 被引证专利
专利权维持 5 专利申请国编码 CN
专利事件 事务标签 公开、实质审查、授权
申请人信息
申请人 第一申请人
专利权人 桂林理工大学 当前专利权人 桂林理工大学
发明人 吴雄志、庞晓霞、李娜 第一发明人 吴雄志
地址 广西壮族自治区桂林市七星区建干路12号 邮编 541004
申请人数量 1 发明人数量 3
申请人所在省 广西壮族自治区 申请人所在市 广西壮族自治区桂林市
代理人信息
代理机构
专利代理机构是经省专利管理局审核,国家知识产权局批准设立,可以接受委托人的委托,在委托权限范围内以委托人的名义办理专利申请或其他专利事务的服务机构。
代理人
专利代理师是代理他人进行专利申请和办理其他专利事务,取得一定资格的人。
摘要
本发明公开了一种用于铅吸附的壳聚糖‑大豆蛋白复合多孔微球的制备方法。以大豆蛋白和壳聚糖为原料通过戊二醛交联制备了壳聚糖‑大豆蛋白复合多孔微球,以其为吸附材料对溶液中的铅进行微柱吸附,壳聚糖‑大豆蛋白复合多孔微球对铅的吸附容量为42.8 mg/g。本发明克服了已有材料制备复杂、价格高昂的缺点,以及静态吸附操作繁琐、步骤复杂等缺点,降低了材料制备成本,减少人工操作步骤,简化了操作流程,提高了铅吸附效率。
  • 摘要附图
    用于铅吸附的壳聚糖-大豆蛋白复合多孔微球的制备方法
  • 说明书附图:图1
    用于铅吸附的壳聚糖-大豆蛋白复合多孔微球的制备方法
法律状态
序号 法律状态公告日 法律状态 法律状态信息
1 2020-01-21 授权
2 2017-12-19 实质审查的生效 IPC(主分类): B01J 20/26 专利申请号: 201710663948.9 申请日: 2017.08.06
3 2017-11-24 公开
权利要求
权利要求书是申请文件最核心的部分,是申请人向国家申请保护他的发明创造及划定保护范围的文件。
1.一种用于铅吸附的壳聚糖-大豆蛋白复合多孔微球的制备方法,其特征在于具体步骤为:
(1)壳聚糖-大豆蛋白复合多孔微球制备:
称取4g壳聚糖于100mL烧杯中,加入50 mL质量百分比浓度为2%的醋酸溶液,搅拌溶解后静置12小时,除去溶液中气泡得到壳聚糖溶液,备用;将2.0 g大豆蛋白和40 mL二次水加入到100 mL烧杯中,搅拌至溶解完全得到大豆蛋白溶液,备用;将40 mL上述壳聚糖溶液和
40 mL上述大豆蛋白溶液混合,并加入2.0g纳米二氧化硅,搅拌均匀得到壳聚糖-大豆蛋白-二氧化硅混合液,备用;
取140mL液体石蜡于250mL三口烧瓶中,滴加4滴分析纯活性剂司班80,300r/min机械搅拌30分钟,水浴升温至60℃,将60 mL壳聚糖-大豆蛋白-二氧化硅混合液逐滴滴加至上述三口瓶中,继续搅拌两个小时至形成均匀油珠颗粒,然后用分析纯氢氧化钠溶液调节混合液pH为9.5,水浴温度升至90℃,再加入20 mL分析纯戊二醛溶液,反应3小时后,静置、冷却后过滤得到固体微球颗粒,用水和无水乙醇交替清洗各3-5次,在索氏提取器中用质量百分比浓度为95%的乙醇提取24小时;固体微球颗粒用浓度为5.0 mol/L的氢氧化钠溶液浸泡24小时,用二次水洗至中性,过滤后在40℃下烘干,过筛得到40-60目粒径的壳聚糖-大豆蛋白复合多孔微球;
(2)壳聚糖-大豆蛋白复合多孔微球吸附铅:
分离富集装置由蠕动泵、自制微型柱和连接接头构成;微柱一端塞少量玻璃棉,以湿法上柱装入步骤(1)制备的交联大豆蛋白微球,再塞入少量玻璃棉,压实并连接好,利用蠕动泵将二次蒸馏水泵入微型柱,洗涤后备用;Pb(Ⅱ)的分离富集步骤如下:将pH=5.0的Pb(Ⅱ)溶液以3.0 mL/min流速通过微型柱,然后用5.0mL 蒸馏水以3.0 mL/min流速洗去微型柱中未被吸附的离子,用10.0 mL浓度为0.1 mol/L 的HNO3以3.6 mL/min流速反向洗脱被吸附的Pb(Ⅱ);洗脱溶液用于后续原子吸收光谱测定;
(3)检测方法:
测定仪器:原子吸收分光光度计;石墨炉原子吸收光谱测定Pb的仪器条件设置:波长
283.3 nm,狭缝0.5 nm,灯电流2.0 mA,原子化器高度-0.2 mm;石墨炉原子吸收光谱测定程序如表1;利用石墨炉原子吸收光谱法测定上述步骤(2)所得洗脱液中Pb(Ⅱ)浓度;
表1 :石墨炉原子吸收光谱测定程序
程序 温度(℃) 升温速度(℃/s) 保持时间(s)
干燥 80 5 5
干燥 100 10 10
灰化 600 10 10
原子化 1900 0 4
净化 1950 1 1
(4)壳聚糖-大豆蛋白复合多孔微球对铅的吸附容量测定:
火焰原子吸收光谱测定铅的条件:波长283.3 nm,狭缝0.5 nm,灯电流2.0 mA,燃烧器高度5.0mm,乙炔流量1500 mL/min,空气流量5000 mL/min;将20.0 μg /mL的 Pb(Ⅱ)溶液按步骤(2)进行吸附,每10 mL收集一次流出液,直至流出液中铅浓度与原来溶液浓度相同即终止实验,用火焰原子吸收光谱法测定各流出液中Pb(Ⅱ)浓度,并计算出壳聚糖-大豆蛋白复合多孔微球对铅的吸附容量。
说明书

技术领域

[0001] 本发明涉及一种用于铅吸附的壳聚糖-大豆蛋白复合多孔微球的制备方法。

背景技术

[0002] 随着全球工业发展,铅污染已对环境和人类健康造成了极大威胁,迫切需要研发快速、便捷的铅吸附材料,以满足环境检测等需求。
[0003] 目前,分离富集水中镉的方法有沉淀、离子交换、吸附等。其中,吸附法因简便、高效且吸附材料可循环使用而被广泛使用。
[0004] 目前用于铅吸附的壳聚糖-大豆蛋白复合多孔微球制备暂未有相关研究。

发明内容

[0005] 本发明在于提供一种用于铅吸附的壳聚糖-大豆蛋白复合多孔微球的制备方法。
[0006] 构思如下:虽然目前各种吸附材料用于铅的吸附,其制备繁琐,成本高昂。大豆蛋白分子结构中具有丰富的酰胺基团,壳聚糖分子中含有大量氨基,因此,利用大豆蛋白和壳聚糖制备价格低廉吸附材料用于铅的吸附,材料制备简单,具有实际应用价值。在本实验中,利用壳聚糖-大豆蛋白复合多孔微球作为微柱吸附材料,对样品溶液中铅进行动态吸附和分离,减少人工操作,简化操作过程。
[0007] 本发明涉及壳聚糖-大豆蛋白复合多孔微球及铅的动态微柱吸附。当样品溶液中铅通过装载了壳聚糖-大豆蛋白复合多孔微球的微柱时,铅与微球材料上基团作用而被吸附,然后用洗脱液将铅洗脱并进行原子吸收光谱测定,检验材料对铅的吸附能力。
[0008] 具体步骤如下:
[0009] (1)壳聚糖-大豆蛋白复合多孔微球制备:
[0010] 称取4g壳聚糖于100mL烧杯中,加入50mL质量百分比浓度为2%的醋酸溶液,搅拌溶解后静置12小时,除去溶液中气泡得到壳聚糖溶液,备用;将2.0g大豆蛋白和40mL二次水加入到100mL烧杯中,搅拌至溶解完全得到大豆蛋白溶液,备用;将40mL上述壳聚糖溶液和40mL上述大豆蛋白溶液混合,并加入2.0g纳米二氧化硅,搅拌均匀得到壳聚糖-大豆蛋白-二氧化硅混合液,备用。
[0011] 取140mL液体石蜡于250mL三口烧瓶中,滴加4滴分析纯活性剂司班80,机械搅拌(300r/min)30分钟,水浴升温至60℃,将60mL壳聚糖-大豆蛋白-二氧化硅混合液逐滴滴加至上述三口瓶中,继续搅拌两个小时至形成均匀油珠颗粒,然后用分析纯氢氧化钠溶液调节混合液pH为9.5,水浴温度升至90℃,再加入20mL分析纯戊二醛溶液,反应3小时后,静置、冷却后过滤得到固体微球颗粒,用水和无水乙醇交替清洗各3-5次,在索氏提取器中用质量百分比浓度为95%的乙醇提取24小时;固体微球颗粒用浓度为5.0mol/L的氢氧化钠溶液浸泡24小时,用二次水洗至中性,过滤后在40℃下烘干,过筛得到40-60目粒径的壳聚糖-大豆蛋白复合多孔微球。
[0012] (2)壳聚糖-大豆蛋白复合多孔微球吸附铅:
[0013] 分离富集装置由蠕动泵、自制微型柱((7cm×0.5mm i.d.)、聚四氟乙烯管(0.8mmi.d)和连接接头构成。微柱一端塞少量玻璃棉,以湿法上柱装入步骤(1)制备的交联大豆蛋白微球,再塞入少量玻璃棉,压实并连接好,利用蠕动泵将二次蒸馏水泵入微型柱,洗涤后备用;Pb(Ⅱ)的分离富集步骤如下:将pH=5.0的Pb(Ⅱ)溶液以3.0mL/min流速通过微型柱,然后用5.0mL蒸馏水以3.0mL/min流速洗去微型柱中未被吸附的离子,用10.0mL浓度为0.1mol/L的HNO3以3.6mL/min流速反向洗脱被吸附的Pb(Ⅱ);洗脱溶液用于后续原子吸收光谱测定。
[0014] (3)检测方法:
[0015] 测定仪器:原子吸收分光光度计(北京普析通用仪器有限责任公司);石墨炉原子吸收光谱测定Pb的仪器条件设置:波长283.3nm,狭缝0.5nm,灯电流2.0mA,原子化器高度-0.2mm;石墨炉原子吸收光谱测定程序如表1。利用石墨炉原子吸收光谱法测定上述步骤(2)所得洗脱液中Pb(Ⅱ)浓度。
[0016] 表1:石墨炉原子吸收光谱测定程序
[0017]程序 温度(℃) 升温速度(℃/s) 保持时间(s)
干燥 80 5 5
干燥 100 10 10
灰化 600 10 10
原子化 1900 0 4
净化 1950 1 1
[0018] (4)壳聚糖-大豆蛋白复合多孔微球对铅的吸附容量测定:
[0019] 火焰原子吸收光谱测定铅的条件:波长283.3nm,狭缝0.5nm,灯电流2.0mA,燃烧器高度5.0mm,乙炔流量1500mL/min,空气流量5000mL/min。将20.0μg/mL Pb(Ⅱ)溶液按步骤(2)进行吸附,每10mL收集一次流出液,直至流出液中铅浓度与原来溶液浓度相同即终止实验,用火焰原子吸收光谱法测定各流出液中Pb(Ⅱ)浓度,并计算出壳聚糖-大豆蛋白复合多孔微球对铅的吸附容量。
[0020] 本发明克服了已有材料制备复杂、价格高昂的缺点,以及静态吸附操作繁琐、步骤复杂等缺点,降低了材料制备成本,减少人工操作步骤,简化了操作流程,提高了铅吸附效率。

实施方案

[0022] 实施例:
[0023] (1)壳聚糖-大豆蛋白复合多孔微球制备:
[0024] 称取4g壳聚糖于100mL烧杯中,加入50mL质量百分比浓度为2%的醋酸溶液,搅拌溶解后静置12小时,除去溶液中气泡得到壳聚糖溶液,备用。2.0g大豆蛋白和40mL二次水加入到100mL烧杯中,搅拌至溶解完全得到大豆蛋白溶液,备用;将40mL上述壳聚糖溶液和40mL上述大豆蛋白溶液混合,并加入2.0g纳米二氧化硅,搅拌均匀得到壳聚糖-大豆蛋白-二氧化硅混合液,备用。
[0025] 取140mL液体石蜡于250mL三口烧瓶中,滴加4滴分析纯活性剂司班80,机械搅拌(300r/min)30分钟,水浴升温至60℃,将60mL壳聚糖-大豆蛋白-二氧化硅混合液逐滴滴加至上述三口瓶中,继续搅拌两个小时至形成均匀油珠颗粒,然后用分析纯氢氧化钠溶液调节混合液pH为9.5,水浴温度升至90℃,再加入20mL分析纯戊二醛溶液,反应3小时后,静置、冷却后过滤得到固体微球颗粒,用水和无水乙醇交替清洗各3次,在索氏提取器中用质量百分比浓度为95%的乙醇提取24小时。固体微球颗粒用浓度为5.0mol/L的氢氧化钠溶液浸泡24小时,用二次水洗至中性,过滤后在40℃下烘干,过筛得到40-60目粒径的壳聚糖-大豆蛋白复合多孔微球。壳聚糖-大豆蛋白复合多孔微球的扫描电镜照片如图1。
[0026] (2)壳聚糖-大豆蛋白复合多孔微球吸附铅:
[0027] 分离富集装置由蠕动泵、自制微型柱(7cm×0.5mm i.d.)、聚四氟乙烯管(0.8mm i.d)和连接接头构成。微柱一端塞少量玻璃棉,以湿法上柱装入步骤(1)制备的交联大豆蛋白微球,再塞入少量玻璃棉,压实并连接好,利用蠕动泵将二次蒸馏水泵入微型柱,洗涤后备用;Pb(Ⅱ)的分离富集步骤如下:将pH=5.0的Pb(Ⅱ)溶液以3.0mL/min流速通过微型柱,然后用5.0mL蒸馏水以3.0mL/min流速洗去微型柱中未被吸附的离子,用10.0mL浓度为0.1mol/L的HNO3以3.6mL/min流速反向洗脱被吸附的Pb(Ⅱ);洗脱溶液用于后续原子吸收光谱测定。
[0028] (3)检测方法:
[0029] 测定仪器:原子吸收分光光度计(北京普析通用仪器有限责任公司);石墨炉原子吸收光谱测定Pb的仪器条件设置:波长283.3nm,狭缝0.5nm,灯电流2.0mA,原子化器高度-0.2mm;石墨炉原子吸收光谱测定程序如表1。利用石墨炉原子吸收光谱法测定上述步骤(2)所得洗脱液中Pb(Ⅱ)浓度。
[0030] 表1:石墨炉原子吸收光谱测定程序
[0031]程序 温度(℃) 升温速度(℃/s) 保持时间(s)
干燥 80 5 5
干燥 100 10 10
灰化 600 10 10
原子化 1900 0 4
净化 1950 1 1
[0032] (4)壳聚糖-大豆蛋白复合多孔微球对铅的吸附容量测定:
[0033] 火焰原子吸收光谱测定铅的条件:波长283.3nm,狭缝0.5nm,灯电流2.0mA,燃烧器高度5.0mm,乙炔流量1500mL/min,空气流量5000mL/min。将20.0μg/mL的Pb(Ⅱ)溶液按步骤(2)进行吸附,每10mL收集一次流出液,直至流出液中铅浓度与原来溶液浓度相同即终止实验,用火焰原子吸收光谱法测定流出液中Pb(Ⅱ)浓度,并计算出壳聚糖-大豆蛋白复合多孔微球对铅的吸附容量为42.8mg/g。

附图说明

[0021] 图1为本发明实施例制得的壳聚糖-大豆蛋白复合多孔微球的扫描电镜照片。
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