[发明专利]改性海绵皮革吸附重金属材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种改性海绵皮革吸附重金属材料的制备方法，包括：将废弃皮革剪成均匀的颗粒后浸泡于水中，然后干燥，得到皮革颗粒；取干燥后的皮革颗粒加入碱性溶液中，然后将其恒温振荡进行碱水解活化，过滤，用水反复洗涤，直至滤液的pH值接近中性，再次过滤后真空冷冻干燥，得到碱水解皮革；取鞣酸溶液和碱水解皮革加入反应釜中，混合后拧紧反应釜将其置于一定温度下反应一定时间；取出后自然冷却至室温；将反应产物置于超纯水中搅拌洗涤，过滤，干燥，得到改性海绵皮革吸附材料。本发明中改性海绵皮革吸附重金属材料经改性后，制得具有高吸附铬容量的新吸附材料，可运用于含铬废水的处理；具有良好的经济效益和推广应用前景。

技术领域

本发明属于生物质材料资源利用和复合吸附材料技术领域，涉及一种改性海绵皮革吸附重金属材料的制备方法及应用。特别适用于生物质改性技术及吸附材料应用等。

背景技术

制革过程中的废弃物主要分为固液两种类型。其中，固体废弃物主要是制革中削、减和修整下来的边脚料，蛋白质是其主要的组成成分；而液体废弃物主要是废液和污泥，生皮受酸、碱、酶水解作用后产生的氨基酸和蛋白质为其主要的组成成分。皮革固体废弃物分为含铬和不含铬两种，铬毒性很强，因此这两种废弃物的回收利用所涉及的领域大不相同。

胶原蛋白是废弃皮革水解的主产物，而胶原蛋白属于具有生物相容性的高分子物质，对生物细胞中的组织联合具有重要作用。利用胶原蛋白制备填充剂、复鞣剂、蛋白类涂饰材料等，在食品行业、医药行业、化妆品行业、饲料行业等得到了一定的应用和发展；也有研究者将含铬革屑采用酸-碱-氧化交替的方法，从含铬废弃物中将铬脱掉。分离出铬含量为150ppb的白色胶原，胶原蛋白也可应用于制备工业明胶。目前研究者一般直接用废弃皮革屑吸附染料、重金属离子、阴离子，或从皮革中提取胶原纤维进行一系列改性后制备吸附剂。

废弃皮革含有丰富的胶原纤维，不仅具有良好的机械性能而且胶原纤维上又含有丰富的官能团，可进行多种金属离子和有机物的吸附。目前，人们对于将皮革固体废弃物及其改性后材料应用于吸附行业的研究愈加重视，已经有大量的工作者对将胶原纤维从皮革中提取出来将其直接或者改性后应用于金属离子和有机物的吸附，均取得了较好的研究成果。然而，直接将废弃皮革进行改性并将其应用于矿冶废水中重金属铬的吸附的研究却鲜有报道。鉴于此，用简单的改性方法开发低成本、高选择性、环境友好的皮革吸附剂并将其应用于矿冶废水中重金属铬的提取不仅可为废弃皮革吸附剂的研究提供了新思路。

本发明采用自然界中最丰富、价廉易得的废弃皮革可再生资源，通过化学改性将其改性成海绵皮革吸附重金属材料，既为矿冶废水铬元素处理提供新的思路，又能为开发利用生物质材料提供新途径，解决了资源合理利用和环境污染问题，符合可持续发展的要求，具有较大的使用价值和广阔的应用前景。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种改性海绵皮革吸附重金属材料的制备方法，包括下列步骤：

步骤一、将废弃皮革剪成均匀的颗粒后浸泡于水中24～48h，然后用水洗涤2～3次，于40～60℃烘箱内干燥12～24h，得到皮革颗粒；

步骤二、取干燥后的皮革颗粒加入碱性溶液中，然后将其恒温振荡进行碱水解活化，过滤，用水反复洗涤，直至滤液的pH值接近中性，再次过滤后真空冷冻干燥12～24h，得到碱水解皮革；

步骤三、取鞣酸溶液和碱水解皮革加入反应釜中，混合后拧紧反应釜将其置于一定温度下反应一定时间；取出后自然冷却至室温；

步骤四、将步骤三的反应产物置于超纯水中搅拌洗涤1～2h，过滤，在50～70℃烘箱内干燥5～8h，得到改性海绵皮革吸附材料。