[发明专利]一种生物活性炭负载羟基磷灰石复合材料及其应用方法

说明书

本发明公开了一种生物活性炭负载羟基磷灰石复合材料及其应用方法，本发明以花生壳为原料采用不同的活化剂制备生物活性炭，并于生物活性炭上负载羟基磷灰石材料，得到了生物活性炭负载羟基磷灰石的复合材料，将羟基磷灰石吸附、表面过滤和深层过滤优势及花生壳制备的生物活性炭具有较强的吸附性和催化性能相结合，将复合材料装填固相萃取柱，并公开了将本发明的复合材料应用于氟节胺和呋喃丹的净化应用方法，降低分析成本，提高检测灵敏度，本复合材料不仅用于饮用水和生活用水、工业废水和生活污水的净化处理，另外，还可投入至农村环境综合治理中，改善生态环境，提升生活品质，加快振兴新农村的步伐，具有广泛的应用前景。

技术领域

本发明涉及生物活性炭负载复合材料领域，特别是一种生物活性炭负载羟基磷灰石复合材料及其应用方法。

背景技术

中国是一个农业大国，生物资源特别丰富。花生作为农业发展中的经济作物，其产量大、需求多。花生在生产和加工过程中产生的花生壳约占花生总质量的三分之一，然而，大部分的花生壳常被扔掉或烧掉，造成了很大的资源浪费和环境污染。花生壳中不仅能提取天然抗氧化成分、天然黄色素、花生风味物质等，还可以制备成活性炭，作为吸附剂使用。其原因是它可作为一种含碳量较高的可再生资源，具有特殊的孔隙结构与表面活性官能团，制成活性炭可以实现经济效益和环保效益。用花生壳制备的生物活性炭具有较强的吸附性和催化性能；具有安全性高、耐酸碱、耐热、不溶于水和有机溶剂、易再生等优点，是一种环境友好型吸附剂，成为研究的热点。

羟基磷灰石，简称HAP。分子式为Ca₁₀(PO4)₆(OH)₂或Ca₅(PO4)₃OH，近年来，因它具有良好的生物相容性、生物活性和吸附性，且具有较大的比表面积、特殊的孔结构以及良好的离子交换和吸附性，因此，在生物医学领域与水体净化领域有较好的应用前景，成为生物材料领域的重要研究方向。

氟节胺植物生长调节剂，氟节胺被植物吸收快，作用迅速，主要影响植物体内酶系统功能，增加叶绿素与蛋白质含量。主要是抑制侧芽生长，对预防花叶病有一定效果。具有接触兼局部内吸特点，广泛用于烟草抑芽、棉花整枝塑性免打顶、柑橘控夏梢等。现广泛应用于棉花、烟草、柑橘和辣椒等作物。但农业上使用氟节胺，对农产品和施用环境造成污染，因此，目前有很多检测氟节胺的方法，如冯义志等通过气相色谱-负化学源-质谱联用仪对棉花中氟节胺的残留进行检测。在检测方法中要实现快速检测，不可避免地使用固相萃取小柱净化，因此其净化方法也是研究的热点。

呋喃丹，即克百威，呋喃丹可用于多种作物防治土壤内及地面上的300多种害虫和线虫，并有缩短作物生长期、促进作物生长发育从而有效提高作物产量的作用。其残留量检测成为必检项目。其相关分析方法中，主要涉及提取和净化，目前简单快速的净化方法还是使用固相萃取小柱，但小柱中的填料可以不同。固相萃取填料通常是色谱吸附剂，可分为三大类：第一类是以硅胶为基质(例如C18、C8等)；第二类是以高聚物为基质，例如聚苯乙烯-二乙烯苯等；第三类是以无机材料为主的，例如弗罗里硅藻土、氧化铝、石墨化碳等。但采用生物活性炭负载HAP复合材料固相萃取小柱净化的方法鲜见报道。

随着科技的发展，国家经济水平不断提高，环境污染越来越严重，环境问题受到了人们的关注。国家也出台了一些相应的政策，要求全面控制污染物排放，合理利用科技强化支撑，推广示范适用技术。近年来，主要研究的领域是用无机化合物或者有机化合物合成复合吸附材料。花生壳制备生物活性炭负载HAP的材料已经开发应用于科学研究、生态环境、公共设施等相应行业产品，不仅用于饮用水和生活用水的净化处理，还可用于工业废水和生活污水的净化处理，甚至可扩展到其它领域。另外，该产品可投入至农村环境综合治理中，改善生态环境，提升生活品质，加快振兴新农村的步伐，具有广泛的应用前景。