[发明专利]一种改性玉米芯吸附材料及其制备方法与应用

说明书

技术领域

本发明属于废弃物回收利用技术领域，更具体地，涉及一种改性玉米芯吸附材料及其制备方法与应用。

背景技术

玉米芯为农业废弃物，其富含多糖，还含有木质素、纤维素和半纤维素等主要成分。其中多糖具有多种生物活性，与生物机能的维持密切相关，与蛋白质、脂类形成的糖蛋白、脂多糖在细胞的识别、分泌以及在蛋白质的加工、转移方面起着不容忽视的作用，具有抗肿瘤、免疫、抗凝血、降血糖和抗病毒活性。而纤维素和半纤维素都是用途广泛的可再生资源。其中含量丰富的纤维素和木质素可直接用作吸附材料。

孔雀石绿是有毒的三苯甲烷类化学物，既是染料，也是杀菌剂，可致癌。孔雀石绿作为染料广泛应用于陶瓷，皮革、丝绸等印染行业；孔雀石绿作为杀菌剂可用作治理鱼类或鱼卵的寄生虫、真菌或细菌感染。孔雀石绿也常用作处理受寄生虫影响的淡水水产，用作抑菌剂或杀阿米巴原虫剂。孔雀石绿具有潜在的致癌、致畸、致突变的作用，作为兽药已经被明令禁止，但是目前的水产养殖环境中仍有微量残留，对水产品养殖以及食品安全造成严重威胁。因此，寻求经济有效的吸附孔雀石绿的方法非常重要。

玉米芯提取多糖以及玉米芯用作重金属或染料吸附材料已有文献报道，提取多糖后仍产生大量固体废弃物。一般玉米芯改性用作吸附材料也必须先洗涤去除可溶性多糖成份，造成资源浪费与工艺繁琐。目前，尚没有先用玉米芯提取多糖再改性作吸附材料的报道。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种改性玉米芯吸附材料的制备方法。首先从玉米芯中提取多糖，将提取后富含纤维素半纤维素的余渣再次高温磷酸化改性，得到多孔吸附材料。该方法完全利用了玉米芯，将可再生资源回收利用，防止资源浪费,使资源得到合理、有效利用，不产生其它废弃物，为工业化综合利用提供了理论依据。

本发明的另一目的在于提供一种上述方法制备的改性玉米芯吸附材料。

本发明的再一目的在于提供一种上述改性玉米芯吸附材料的应用。

本发明上述目的通过以下技术方案予以实现：

一种改性玉米芯吸附材料的制备方法，包括如下具体步骤：

S1.将新鲜的玉米芯切成小块，风干后粉碎，过20～40目筛得到玉米芯粉末；

S2.将玉米芯粉加入蒸馏水，进行超声提取，过滤后得到玉米芯提取渣和多糖溶液；

S3.将多糖溶液放入沸水浴中浓缩得到多糖浓缩液，加入乙醇充分搅拌，静置后离心，所得沉淀即为玉米粗多糖粗品；

S4.将步骤S2中的玉米芯提取渣加入磷酸溶液，搅拌均匀后水浴，经过滤，烘干，用去离子水清洗，干燥，得到改性玉米芯吸附材料。

优选地，步骤S2中所述玉米芯粉与蒸馏水的质量体积比为1:10～30g/mL。

优选地，步骤S2中所述超声的频率为50～100Hz，所述超声的温度为30～80℃，所述超声的时间为5～25min。

优选地，步骤S3中所述多糖浓缩液与乙醇的体积比为1～1:10。

优选地，步骤S3中所述静置的时间为1～5h，所述离心的速率为2000～4000r/min，所述离心的时间为10～20min。

优选地，步骤S4中所述玉米芯提取渣和磷酸溶液的质量体积比为1:3～10g/mL，所述磷酸溶液的浓度为1～5mol/L。

优选地，步骤S4中所述水浴的温度为30～80℃，所述水浴的时间为0.5～2h，所述烘干的温度为100～180℃，所述烘干的时间为0.5～1.5h。

上述方法制备的改性玉米芯吸附材料及其在吸附阳离子类染料中的应用。

优选地，所述阳离子类染料为孔雀石绿。

本发明通过玉米芯提取富含生物活性多糖，其中多糖与生物机能的维持密切相关，与蛋白质、脂类形成的糖蛋白、脂多糖在细胞的识别、分泌以及在蛋白质的加工、转移方面起着不容忽视的作用，具有抗肿瘤、免疫、抗凝血、降血糖和抗病毒活性。玉米芯经提取多糖后的玉米芯粉末仍含有大量的纤维素、半纤维素和木质素。经过在烘箱中高温部分碳化形成的改性玉米芯缩小了玉米芯的颗粒直径使其表面积增大，而且通过了碳化在其表面形成了复杂的孔隙结构。经磷酸处理后，木质素和纤维素表面会形成孔洞，同时带上带负电的磷酸基团。这些多孔材料的磷酸基团会与阳离子染料如孔雀石绿形成离子对而选择性化学吸附，得到高效的吸附材料。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：