[发明专利]一种鼠李糖酯功能化玉米秸秆及其制备方法和应用

说明书

本发明属于改性生物质材料技术领域，公开了一种鼠李糖酯功能化玉米秸秆及其制备方法和应用。所述制备方法为：将玉米秸秆浸泡于酸中，加热使其充分水解反应，反应完成后调节溶液pH至中性，过滤，固体物经冷冻干燥，得到酸解后的玉米秸秆；将酸解后的玉米秸秆超声溶解于DMF中，得到玉米秸秆溶液，然后加入鼠李糖酯，超声溶解均匀，再加入EDC和DMAP，超声和搅拌条件下充分反应，反应完成后加入沉淀剂，沉淀物经洗涤、过滤、冷冻干燥，得到所述鼠李糖酯功能化玉米秸秆。本发明采用鼠李糖酯对玉米秸秆进行功能化改性，加强玉米秸秆对水中多环芳烃等有机物的吸附能力，可用于含多环芳烃工业废水的处理。

技术领域

本发明属于改性生物质材料技术领域，具体涉及一种鼠李糖酯功能化玉米秸秆及其制备方法和应用。

背景技术

多环芳烃(PAHs)普遍存在于自然界中，而人类活动和能源利用过程则为其重要来源，例如石油、煤等的燃烧，石油及石化产品的生产，海洋石油开发及石油运输中的溢漏等。此外，森林火灾、火山活动、植物和生物的内源性合成等自然过程亦是环境中的来源之一。煤、石油、天然气及木材等燃烧会产生大量多环芳烃混合物。废弃物的燃烧及矿化过程，例如城市固体废弃物、污水处理过程中产生的活性污泥、医院垃圾、农田秸秆等的焚烧及一些零散废物的燃烧也会产生大量的多环芳烃类污染物，同时由于燃烧过程中热效率较低，烟气中多环芳烃含量一般会更高。化工生产过程中，如利用煤生产焦炭产生的大量焦化废水和废气中含有高浓度的多环芳烃及杂环芳烃；原油的采集及精炼等过程也会有大量的多环芳烃污染物生成。当对这一过程所产生的烟雾进行多环芳烃含量分析时发现含量较高的多环芳烃污染物种类高达12种之多。烟雾中多环芳烃的总浓度及不同多环芳烃的浓度主要由燃料类型、燃烧条件及燃烧的控制措施来决定，如汽车尾气中含有70％的多环芳烃是由不超过三个环的小分子多环芳烃组成的，其中菲的含量要远远高于其他种类多环芳烃化合物，而在以石油作燃料的火力发电烟气中含有较高浓度的芴、菲、荧蒽、芘。

PAHs具有很高的生物富集率和致癌性，环境风险高，当多环芳烃进入人体将会对人类健康造成极大的危害。美国发布的129种优先监测污染物中，便包括了16种PAHs。我国也将种多环芳烃列入“中国环境优先控制污染物”黑名单。PAHs在环境中虽然是微量的，但分布广泛，可以通过呼吸过程、饮食摄取等多种途径进入人体，从而对人类健康造成极大危害。菲是一种典型的PAHs。

目前利用生物材料吸附法去除多环芳烃是一种处理多环芳烃有效的方法之一。玉米秸秆是华南地区最常见的一种农业废弃物，一般采用焚烧的方法处置，对环境造成污染。玉米秸秆主要由45％纤维素、35％半纤维素和15％木质素组成。木质素对多环芳烃的吸附起重要的作用，而纤维素和半纤维素作为极性成分对多环芳烃的吸附起抑制作用。文献报道，酸水解可去除极性成分(纤维素和半纤维素)大大提高生物吸附剂对PAHs的吸附量。而玉米秸秆的木质素含量较低，单用酸解不足以大大提高其吸附量。

发明内容

为了解决以上现有技术的缺点和不足之处，本发明的首要目的在于提供一种鼠李糖酯功能化玉米秸秆的制备方法。

本发明的另一目的在于提供一种通过上述方法制备得到的鼠李糖酯功能化玉米秸秆。

本发明的再一目的在于提供上述鼠李糖酯功能化玉米秸秆在有机废水处理中的应用。

本发明目的通过以下技术方案实现：

一种鼠李糖酯功能化玉米秸秆的制备方法，包括如下制备步骤：

(1)将玉米秸秆浸泡于酸中，加热使其充分水解反应，反应完成后调节溶液pH至中性，过滤，固体物经冷冻干燥，得到酸解后的玉米秸秆；

(2)将酸解后的玉米秸秆超声溶解于N,N-二甲基甲酰胺(DMF)中，得到玉米秸秆溶液，然后加入鼠李糖酯，超声溶解均匀，再加入EDC(1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐)和DMAP(4-二甲氨基吡啶)，超声和搅拌条件下充分反应；