一种介孔玉米渣吸附材料及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种介孔玉米渣吸附材料及其制备方法，属于环保材料制备领域。
【背景技术】
[0002]玉米又叫做包谷、棒子、苞米，是非常重要的一种谷物。属一年生高大草木，杆直立，通常不分枝，基部各节具气生支柱根，成熟后露出颖片和稃片之，其大小随生长条件不同产生差异，我国各地均有栽培。而玉米渣又叫做玉米糁、玉米碎，玉米渣通常是由50%?75%蛋白质、15%?30%淀粉，少量纤维素组成。生产Ikg淀粉大概要产生0.6kg湿渣皮，我国每年要产生玉米渣皮达到30万吨以上，在农村有些地方是会被用作饲料及酒槽，但是绝大多数是当做废渣扔掉，造成了资源的浪费以及环境的污染。
[0003]随着科技水平的发展，城市不断的进步使得一些工农业像雨后春笋不断拔起，从而大量的污水排放使得环境得到了严重的破坏，危害着人类的健康安全，所以人们想出了很多去除污染物的吸附材料改性方法，通常采用的是水热改性、化学改性方法、物理改性方法，但是目前比较有效的方法还是一种新型的微生物改性方法，它是通过微生物的生长方式来改变物质的表面性能，从而提高吸附效果，比如，公开号为CN102641726A，名称为“红薯渣吸附材料及其制备方法”采用的就是微生物生长方式来改变物质表面性能达到活化目的，但是该方法无法改变物质内部结构，从而造成吸附材料弃费、材料的利用率不高，吸附性能也不能提高的弊端，所以目前我们要研宄的方向则是要研宄出一种可以针对微生物生长的方式改变物质表面性能，而且又可以改变物质内部结构、提高利用率及吸附率的方法。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题:针对微生物生长的方式只能改变物质表面性能，提高吸附效果，但是无法改变物质内部结构，从而造成吸附材料弃费、材料的利用率不高，吸附性能也不能提高的弊端；提供了一种介入玉米渣吸附材料及其制备方法，有效地改变了物质的内部结构，节约了吸附材料，提高了材料的利用率。
[0005]为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是:
所述一种介孔玉米渣吸附材料，是由玉米渣、硝酸锌、硝酸镁和柠檬酸溶液为主要原料制备而成。
[0006]所述一种介孔玉米渣吸附材料制备方法，其步骤在于:
(1)取提取玉米素后的玉米渣120?130g，加入含有质量分数为15%?25%柠檬酸溶液550?850mL浸泡；
(2)在上述混合物中加入4?7g硝酸锌，5?8g硝酸镁，室温下搅拌1.5?2.5h ;
(3)过滤，滤渣在自然通风的条件下晾干；
(4)把晾干后的玉米渣混合物用猪粪覆盖，并保持温度60°C?75°C，厌氧发酵12?15
天;
(5)把厌氧发酵后的玉米渣放在阴暗、潮湿、通风的地方发霉； (6)在发霉期间，每隔半小时用乙二醇碳酸脂溶液淋湿，待霉芽长出0.7?1.2 ym时，用质量分数为1.8%?2.5% H2O2溶液灭菌；
(7)灭菌后，在火炉上反复焙炒，然后迅速冷却、冷冻和干燥，即可得到介孔玉米渣吸附材料。
[0007]本发明在原有微生物改性玉米渣吸附材料基础上，加入硝酸锌、硝酸镁在柠檬酸溶液的混合体系中，经引入硝锌锌和硝酸镁夹杂在玉米渣中，通过厌氧发酵使得整个玉米渣内部呈膨胀机构，以玉米渣为基质，锌、镁为骨架、霉芽为生长点，经灭菌后形成介孔。
[0008]本发明的有益效果是:
(1)在原有微生物改性玉米渣吸附材料基础上加入硝酸钠和硝酸镁，促进物质表面的极性性能，提高了吸附材料的吸附性能；
(2)利用玉米渣做主要吸附材料，使得吸附材料成本得到降低；
(3)在表面改性过程中，利用玉米渣内部膨胀，形成介孔，从而使得表面性能得到了加强。
【具体实施方式】
[0009]该吸附材料是由玉米渣、硝酸锌、硝酸镁和柠檬酸溶液为主要原料制备而成。
[0010]首先取提取玉米素后的玉米渣120?130g，加入含有质量分数为15 %?25 %柠檬酸溶液550?850mL浸泡；然后在上述混合物中加入4?7g硝酸钠，5?8g硝酸镁，室温下搅拌1.5?2.5h ;之后过滤，滤渣在自然通风的条件下晾干；接下来把晾干后的玉米渣混合物用猪粪覆盖，并保持温度60°C?75°C，厌氧发酵12?15天；随后把厌氧发酵后的玉米渣放在阴暗、潮湿、通风的地方发霉；在发霉期间，每隔半小时用乙二醇碳酸脂溶液淋湿，待霉芽长出0.7?1.2 ym时，用质量分数为1.8%?2.5% H2O2溶液灭菌；最后灭菌后，在火炉上反复焙炒，然后迅速冷却、冷冻和干燥，即可得到介孔玉米渣吸附材料。
实例I
[0011]首先取提取玉米素后的玉米渣120g，加入含有质量分数为15%柠檬酸溶液550mL浸泡；然后在上述混合物中加入4g硝酸锌，5g硝酸镁，室温下搅拌1.5h ;之后过滤，滤渣在自然通风的条件下晾干；接下来把晾干后的玉米渣混合物用猪粪覆盖，并保持温度60°C，厌氧发酵12天；随后把厌氧发酵后的玉米渣放在阴暗、潮湿、通风的地方发霉；在发霉期间，每隔半小时用乙二醇碳酸脂溶液淋湿，待霉芽长出0.7 ym时，用质量分数为1.8% H2O2溶液灭菌；最后灭菌后，在火炉上反复焙炒，然后迅速冷却、冷冻和干燥，即可得到介孔玉米渣吸附材料。
[0012]本实例中取上述方法制备得到的玉米渣吸附材料0.5g放入体积为50mL、浓度为1000mg/L的氨氮废水中，搅拌20min后分离，测定氨氮废水的浓度，去除率为99.7%。去除率高，澄清效果好。
实例2
[0013]首先取提取玉米素后的玉米渣125g，加入含有质量分数为20%柠檬酸溶液700mL浸泡；然后在上述混合物中加入5g硝酸锌，7g硝酸镁，室温下搅拌2.0h ;之后过滤，滤渣在自然通风的条件下晾干；接下来把晾干后的玉米渣混合物用猪粪覆盖，并保持温度65°C，厌氧发酵13天；随后把厌氧发酵后的玉米渣放在阴暗、潮湿、通风的地方发霉；在发霉期间，每隔半小时用乙二醇碳酸脂溶液淋湿，待霉芽长出1.0 μπι时，用质量分数为2.0% H2O2溶液灭菌；最后灭菌后，在火炉上反复焙炒，然后迅速冷却、冷冻和干燥，即可得到介孔玉米渣吸附材料。
[0014]本实例中取上述方法制备得到的玉米渣吸附材料Ig放入体积为50mL、浓度为1000mg/L的氨氮废水中，搅拌25min后分离，测定氨氮废水的浓度，去除率为99.9%。去除率高，澄清效果好。
实例3
[0015]首先取提取玉米素后的玉米渣130g，加入含有质量分数为25%柠檬酸溶液850mL浸泡；然后在上述混合物中加入7g硝酸锌，Sg硝酸镁，室温下搅拌2.5h ;之后过滤，滤渣在自然通风的条件下晾干；接下来把晾干后的玉米渣混合物用猪粪覆盖，并保持温度75°C，厌氧发酵15天；随后把厌氧发酵后的玉米渣放在阴暗、潮湿、通风的地方发霉；在发霉期间，每隔半小时用乙二醇碳酸脂溶液淋湿，待霉芽长出1.2 ym时，用质量分数为2.5% H2O2溶液灭菌；最后灭菌后，在火炉上反复焙炒，然后迅速冷却、冷冻和干燥，即可得到介孔玉米渣吸附材料。
[0016]本实例中取上述方法制备得到的玉米渣吸附材料1.3g放入体积为50mL、浓度为1000mg/L的氨氮废水中，搅拌28min后分离，测定氨氮废水的浓度，去除率为99.99%。去除率高，澄清效果好。
【主权项】
1.一种介孔玉米渣吸附材料，其特征在于:该吸附材料是由玉米渣、硝酸锌、硝酸镁和柠檬酸溶液为主要原料制备而成。2.—种介孔玉米澄吸附材料制备方法，其特征在于: (1)取提取玉米素后的玉米渣120?130g，加入含有质量分数为15%?25%柠檬酸溶液550?850mL浸泡；(2)在上述混合物中加入4?7g硝酸锌，5?8g硝酸镁，室温下搅拌1.5?2.5h ; (3)过滤，滤渣在自然通风的条件下晾干；(4)把晾干后的玉米渣混合物用猪粪覆盖，并保持温度60°C?75 °C，厌氧发酵12?15天; (5)把厌氧发酵后的玉米渣放在阴暗、潮湿、通风的地方发霉； (6)在发霉期间，每隔半小时用乙二醇碳酸脂溶淋湿，待霉芽长出0.7?1.2μπι时，用质量分数为1.8%?2.5% H2O2溶液灭菌； (7)灭菌后，在火炉上反复焙炒，然后迅速冷却、冷冻和干燥，即可得到介孔玉米渣吸附材料。
【专利摘要】本发明涉及一种介孔玉米渣吸附材料及其制备方法，属于环保材料制备领域。本发明是由玉米渣、硝酸锌、硝酸镁和柠檬酸溶液为主要原料制备而成，通过加入柠檬酸溶液浸泡、过滤、晒干、厌氧发酵使其发霉，然后待长出霉芽后灭菌之后经过焙炒、冷却、干燥等步骤完成。本发明是通过原有微生物改性玉米渣吸附材料基础上引入硝酸锌和硝酸镁夹杂在玉米渣中，厌氧发酵使得整个玉米渣内部呈介孔结构，更能促进物质表面的极性且效果显著。本发明方法独特，实例证明介孔玉米渣对氨氮废水的去除率高达99.7％以上，吸附效果好。
【IPC分类】B01J20/24, B01J20/30
【公开号】CN104941595
【申请号】CN201510323669
【发明人】雷春生, 张帆
【申请人】常州大学
【公开日】2015年9月30日
【申请日】2015年6月13日