生物手段制备橙子皮吸附剂的方法及橙子皮吸附剂和应用与流程

本发明涉及医疗，更具体的说是涉及一种生物手段制备橙子皮吸附剂的方法及橙子皮吸附剂和应用。

背景技术：

1、尼古丁(nicotine)，是烟草中主要有害物质之一，是一种难闻味苦、无色透明的油状液态物质，可溶于水、乙醇、氯仿、乙醚等。尼古丁进入人体后迅速到达脑部，与尼古丁乙酰胆碱接受器结合，致使脑中的多巴胺含量增高，制造大脑空虚感。吸烟者通过吸烟等方式提高浓度后，缓解了尼古丁快速代谢所带来的空虚，给自身带来放松愉悦感，最后可能会导致吸食成瘾。

2、香烟过滤嘴(cigarette filter)用于减少吸烟时入口的烟雾、焦油和燃烧时产生的悬浮粒子。滤嘴是卷烟设计中的一个重要部分。目前，国内外普遍使用的过滤材料是醋酸纤维、聚酯纤维、活性炭复合纤维等。其中，醋酸纤维用于卷烟滤嘴具有吸附效果好、质地坚挺、截留烟气焦油效率高和构形美观等优点而广泛用于烟草工业，是一种理想的卷烟滤嘴材料，也是当今世界上生产香烟滤嘴的主要原料。一旦过滤嘴功能的发展超出了它们纯粹作为嘴状部件的使用，卷烟过滤嘴就演变成为烟雾粒子减少的机械装置，以减少焦油和尼古丁的吸入量。卷烟过滤嘴的三种主要功能包括直接拦截、惯性压紧和扩散沉淀，最普遍的是直接拦截过滤嘴。过滤是一个复杂的过程，焦油小滴从烟雾中分离出来后，当它们到达过滤嘴材料的表面时就附着在上面；

3、脐橙，拉丁文名citrus sinensis(l.)osbeck，双子纲无患子目，芸香科常绿小乔木。脐橙是世界各国竞相栽培的柑桔良种。目前，在我国脐橙适宜区主要在赣南一湘南一桂北和三峡库区，脐橙皮中的主要成分是水不溶性膳食纤维、半纤维素等含碳材料,并且疏松多孔，具备制成生物吸附剂的硬性条件。

4、近年来，用吸附法来减少人们吸入尼古丁量的话题越来越引起人们的关注。活性炭是吸附法中广泛应用的吸附剂，传统的活性炭主要来自于木材、竹材和煤炭，随着科技的进步，人们开始尝试用其他含碳物质来制备吸附剂，部分农业废弃物因含大量纤维素和木质素而成为潜在的活性炭原料，已有研究者尝试用树叶、稻壳、秸轩、甘蔗渣、大豆渣等来制备吸附剂处理有害物质。

5、江西省赣州市盛产脐橙，脐橙除鲜食外,橙汁加工是提升脐橙食用价值的主要途径，不论是传统食用还是现代工艺加工，不可避免的是大量脐橙皮渣带来的废物处理问题。根据脐橙皮中的主要成分是纤维素、半纤维素等疏松多孔的含碳材料这一性质,将脐橙皮变废为宝，走一条可持续发展的道路，开发脐橙皮生物吸附剂可以成为脐橙综合利用的又一重要途径。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本发明提供了一种饲生物手段制备橙子皮吸附剂的方法及橙子皮吸附剂和应用。

2、为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、一种生物手段制备橙子皮吸附剂的方法，包括以下步骤：

4、1)取样：将收集到的脐橙皮清洗，用剪刀剪成瓶盖大小，置于干燥箱中烘干，备用；

5、2)蒸煮：将脐橙皮放入沸水中，经蒸煮后取出，备用；

6、3)胰蛋白酶处理水浴：将经步骤2)处理后的脐橙皮放入浓度为胰蛋白酶溶液中水浴处理；

7、4)α淀粉酶处理水浴：将经步骤3)处理后的脐橙皮放入α淀粉酶溶液水浴处理，得脐橙皮渣；

8、5)杀酶处理：将脐橙皮渣放入naoh溶液中，充分搅拌后静置一段时间，然后用流动水漂洗至中性；

9、6)烘干：将漂洗后的脐橙皮渣平铺在干燥箱中，烘干至恒重；

10、7)研磨：将干燥后的脐橙皮研磨，装袋备用。

11、优选的，步骤1)中所述烘干的温度为60℃。

12、优选的，步骤2)中所述蒸煮的时间为30min。

13、优选的，步骤3)中所述胰蛋白酶溶液的浓度为4mg/ml，水浴的条件为在37℃下水浴60min。

14、优选的，步骤4)中所述α淀粉酶溶液的浓度为4-12mg/ml；所述水浴的条件为在80℃下水浴60min。

15、优选的，步骤5)中所述naoh溶液的浓度为0.1mol/l，静置时间为20min。

16、优选的，步骤6)中所述平铺的厚度≤1cm；烘干的温度为100℃。

17、本发明的另一个目的在于提供一种由上述制备方法制得的橙子皮吸附剂。

18、本发明还有一个目的在于提供杉树橙子皮吸附剂在净化烟气尼古丁中的应用。

19、其中，所述橙子皮吸附剂的加入量为0.15g、粒径为40目、吸附温度为26℃。

20、经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

21、1.用langmuir等温式和freundlich等温式对改性脐橙皮吸附过程进行拟合，得出该吸附过程与freundlich等温式模型拟合的相关系数r2达到0.999，说明改性脐橙皮吸附尼古丁过程符合freundlich等温模型所描述的规律，为多分子层多位点吸附；

22、2.将测试所得数据分别与准一级、准二级动力学曲线进行拟合，分析得出：化学改性脐橙皮吸附尼古丁与准一级动力学模型拟合相关系数r2达0.9，说明此吸附过程是以化学吸附为主物理吸附为辅的混合吸附过程；

23、3.横向对比：同等条件下，将最优改性脐橙皮渣与常用的四种吸附剂进行对比，得出吸附效果为：改性脐橙皮渣>硅藻土>活性炭；

24、4.吸附剂表征分析：通过元素分析得出c、h、n、s这四种元素在原始情况、优化处理后及吸附后其含量均发生了变化，说明起到了吸附的作用；由ftir红外分析可知：改性后的脐橙皮吸附剂中，-oh、c＝o、c-h、c＝n等基团数目增加并参与到尼古丁的吸附过程中，提高了材料的吸附效果；由x-能谱分析可知：改性脐橙皮中c、o、h、k元素含量增多，从而增强了吸附性能。

技术特征：

1.一种生物手段制备橙子皮吸附剂的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种生物手段制备橙子皮吸附剂的方法，其特征在于，步骤1)中所述烘干的温度为60℃。

3.根据权利要求1所述的一种生物手段制备橙子皮吸附剂的方法，其特征在于，步骤2)中所述蒸煮的时间为30min。

4.根据权利要求1所述的一种生物手段制备橙子皮吸附剂的方法，其特征在于，步骤3)中所述胰蛋白酶溶液的浓度为4mg/ml，水浴的条件为在37℃下水浴60min。

5.根据权利要求1所述的一种生物手段制备橙子皮吸附剂的方法，其特征在于，步骤4)中所述α淀粉酶溶液的浓度为4-12mg/ml；所述水浴的条件为在80℃下水浴60min。

6.根据权利要求1所述的一种生物手段制备橙子皮吸附剂的方法，其特征在于，步骤5)中所述naoh溶液的浓度为0.1mol/l，静置时间为20min。

7.根据权利要求1所述的一种生物手段制备橙子皮吸附剂的方法，其特征在于，步骤6)中所述平铺的厚度≤1cm；烘干的温度为100℃。

8.一种橙子皮吸附剂，其特征在于，由权利要求1-7任一项所述生物手段制备橙子皮吸附剂的方法制得。

9.如权利要求8所述的一种橙子皮吸附剂在净化烟气尼古丁中的应用。

10.根据权利要求9所述的一种橙子皮吸附剂在净化烟气尼古丁中的应用，其特征在于，所述橙子皮吸附剂的加入量为0.15g、粒径为40目、吸附温度为26℃。

技术总结
本发明公开了一种生物手段制备橙子皮吸附剂的方法及橙子皮吸附剂和应用，属于医疗技术领域。制备方法包括：取样；蒸煮；胰蛋白酶处理水浴；α淀粉酶处理水浴；杀酶处理；烘干以及研磨。本发明通过改性脐橙皮渣的吸附条件优化，得出加入量为0.15g、颗粒径为40目、吸附温度为26℃时吸附效果最好，且很好地与热力学曲线拟合，说明该吸附过程为自发的吸热过程；改性后的脐橙皮吸附剂中，‑OH、C＝O、C‑H、C＝N等基团数目增加并参与到尼古丁的吸附过程中，提高了材料的吸附效果；由X‑能谱分析可知：改性脐橙皮中C、O、H、K元素含量增多，从而增强了吸附性能。

技术研发人员：陈莉,张爱平,程朝霞,杜章留
受保护的技术使用者：运城绿谷子果蔬产业研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15