一种生化改性大豆蛋白-羧甲基壳聚糖复合絮凝剂及其制备方法和应用技术

技术编号:19922606 阅读:35 留言:0更新日期:2018-12-29 01:05
本发明专利技术公开了一种生化改性大豆蛋白‑羧甲基壳聚糖复合絮凝剂及其制备方法和应用,该制备方法,包括:备料步骤:按照配方配比分别量取水80份、大豆蛋白酶解液20‑40份、羧甲基壳聚糖20‑40份、异丙醇200‑400份、乙二醇二缩水甘油醚30‑50份;交联反应步骤:在反应容器中先分别加入80份水和20‑40份大豆蛋白酶解液,搅拌均匀后,加入20‑40份羧甲基壳聚糖进行溶胀2h,再加入200‑400份异丙醇进行分散后,升温至65℃,加入30‑50份乙二醇二缩水甘油醚进行交联反应,反应10h后中止反应,冷却至室温,得到生化改性大豆蛋白‑羧甲基壳聚糖复合絮凝剂。本发明专利技术的絮凝剂具有良好的吸附性和絮凝性。

【技术实现步骤摘要】
一种生化改性大豆蛋白-羧甲基壳聚糖复合絮凝剂及其制备方法和应用
本专利技术涉及一种絮凝剂,具体涉及一种生化改性大豆蛋白-羧甲基壳聚糖复合絮凝剂及其制备方法和应用。
技术介绍
近年来,随着人们对环保方面的需求越来越高,越来越多的环境友好材料被开发应用到水处理中。其中生物基絮凝剂是一种天然有机高分子絮凝剂,按照按其化学组成可分为三大类,分别是蛋白质类,纤维素类,多糖类等碳水化合物絮凝剂。以植物蛋白质或壳聚糖为主要原料的生物基絮凝剂,是一种天然环保型絮凝剂,其可以进行改性和复合,然后用于污水处理。相比传统的化学絮凝剂,天然有机絮凝剂具有安全稳定、可再生,不会产生“二次污染”,可生物降解等优点。但因其分子内和分子间的存在很强的氢键作用,分子结构呈紧密的结晶态状,不溶于水和大多数有机溶剂,这在很大程度上限制了它的应用。近几年来,仅有单独的蛋白质类、多糖类复合改性絮凝剂的相关报道,但对蛋白质和多糖复合结合改性絮凝剂资料甚少,其中蛋白质和多糖都是天然高分子聚合物,蛋白质具有吸附聚结、水合稳定能力,多糖则有良好吸附架桥、增稠和持水性能,若能将两者共价复合,由于两种大分子之间相互作用,将显示出比各自独立使用时更优越性能。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足,本专利技术的目的之一在于提供一种生化改性大豆蛋白-羧甲基壳聚糖复合絮凝剂,它具有良好的吸附性和絮凝性。本专利技术的目的之二在于提供一种生化改性大豆蛋白-羧甲基壳聚糖复合絮凝剂的制备方法。本专利技术的目的之三在于提供一种生化改性大豆蛋白-羧甲基壳聚糖复合絮凝剂的应用。本专利技术的目的之一采用如下技术方案实现:一种生化改性大豆蛋白-羧甲基壳聚糖复合絮凝剂,其特征在于,由按重量份计的如下原料制备而成:水80份、大豆蛋白酶解液20-40份、羧甲基壳聚糖20-40份、异丙醇200-400份、乙二醇二缩水甘油醚30-50份。本专利技术的目的之二采用如下技术方案实现:一种生化改性大豆蛋白-羧甲基壳聚糖复合絮凝剂的制备方法,其特征在于,包括:备料步骤:按照配方配比分别量取水80份、大豆蛋白酶解液20-40份、羧甲基壳聚糖20-40份、异丙醇200-400份、乙二醇二缩水甘油醚30-50份;交联反应步骤:在反应容器中先分别加入80份水和20-40份大豆蛋白酶解液,搅拌均匀后,加入20-40份羧甲基壳聚糖进行溶胀2h,再加入200-400份异丙醇进行分散后,升温至65℃,加入30-50份乙二醇二缩水甘油醚进行交联反应,反应10h后中止反应,冷却至室温,得到生化改性大豆蛋白-羧甲基壳聚糖复合絮凝剂。进一步地,所述大豆蛋白酶解液的制备方法包括以下步骤:将配制好的豆粕溶液放入80-85℃的水浴锅中预热处理20min,处理过程中对豆粕溶液不断地搅拌,预热完成后用冷水将豆粕溶液冷却至常温;然后在水浴锅中加热并保持温度为35-45℃,用硫酸溶液调pH为2.0,加入胃蛋白酶,使用搅拌机搅拌3h,然后用氢氧化钠溶液调pH为6,得到大豆蛋白酶解液。进一步地,所述豆粕溶液是指在豆粕原料中加入水并搅拌均匀得豆粕溶液,豆粕与水的重量比为40:60。进一步地,所述胃蛋白酶的加酶量为5000-16000U·g-1。进一步地,所述硫酸的摩尔浓度为2mol/L。进一步地,所述氢氧化钠的摩尔浓度为1mol/L。进一步地,所述反应容器为装有电动搅拌器和温度计的三口圆底烧瓶。本专利技术的目的之三采用如下技术方案实现:一种生化改性大豆蛋白-羧甲基壳聚糖复合絮凝剂的应用,其特征在于:将它用作处理印染废水的絮凝剂。进一步地,生化改性大豆蛋白-羧甲基壳聚糖复合絮凝剂的投加量为0.15mL/100mL。相比现有技术,本专利技术的有益效果在于:本专利技术提供一种生化改性大豆蛋白-羧甲基壳聚糖复合絮凝剂,生物改性即酶改性,会在一定程度上水解肽链中的肽键或酰胺键,增加肽链分子内或分子间交联或连接其他特殊功能基团如并且水解后生成的部分小分子,易发生交联。故大豆蛋白经酶改性后,内部的-NH2、-NH-、-OH、-COOH等功能基团充分暴露出来,更有利于交联反应进行。甲壳素经脱乙酰化后得到羧甲基壳聚糖,其含有大量的羧基、氨基、乙酰胺基和羟基,这些基团与改性后大豆蛋白,通过羟键形成三维网状结构,该网状结构含有丰富的氨基酸、羧基、氨基等官能团及疏松多孔结构,具有极强的亲和吸附能力从而能快速吸附于分子骨架上。因此,本专利技术具有良好的吸附性和絮凝性。附图说明图1为实施例1-4的絮凝剂样品对印染废水絮凝性能影响对比图。图2为实施例1-4的絮凝剂样品对Cd2+的吸附性能对比图。其中,1代表实施例1的絮凝剂样品,1为实施例2的絮凝剂样品,C为实施例3的絮凝剂样品,4为实施例4的絮凝剂样品。具体实施例方式下面,结合具体实施方式,对本专利技术做进一步描述,需要说明的是,在不相冲突的前提下,以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。一种生化改性大豆蛋白-羧甲基壳聚糖复合絮凝剂,由按重量份计的如下原料制备而成:水80份、大豆蛋白酶解液20-40份、羧甲基壳聚糖20-40份、异丙醇200-400份、乙二醇二缩水甘油醚30-50份。它是以壳聚糖、大豆蛋白作为主要原料,其中壳聚糖按照专利CN201710204300.5羧甲基反应方法制备羧甲基壳聚糖,再依次经过生物改性、交联反应,得到改性水溶性壳聚糖絮凝剂。一种生化改性大豆蛋白-羧甲基壳聚糖复合絮凝剂的制备方法,包括:备料步骤:按照配方配比分别量取水80份、大豆蛋白酶解液20-40份、羧甲基壳聚糖20-40份、异丙醇200-400份、乙二醇二缩水甘油醚30-50份;交联反应步骤:在反应容器中先分别加入80份水和20-40份大豆蛋白酶解液,搅拌均匀后,加入20-40份羧甲基壳聚糖进行溶胀2h,再加入200-400份异丙醇进行分散后,升温至65℃,加入30-50份乙二醇二缩水甘油醚进行交联反应,反应10h后中止反应,冷却至室温,得到生化改性大豆蛋白-羧甲基壳聚糖复合絮凝剂。作为优选的实施方式,所述大豆蛋白酶解液的制备方法包括以下步骤:将配制好的豆粕溶液放入80-85℃的水浴锅中预热处理20min,处理过程中对豆粕溶液不断地搅拌,预热完成后用冷水将豆粕溶液冷却至常温;然后在水浴锅中加热并保持温度为35-45℃,用硫酸溶液调pH为2.0,加入胃蛋白酶,使用搅拌机搅拌3h,然后用氢氧化钠溶液调pH为6,得到大豆蛋白酶解液。首先蛋白质具有吸附聚结、水合稳定能力,经过酶改性的蛋白分子,结构疏松,棒状分子不对称增加,运动阻力相应增大,粘度增高,可在溶液中分散和伸展,能增加与糖结构的接触面积,增强其间亲水基团和疏水基团的相互作用,因而有着很好的吸附黏结性能;其次壳聚糖经羧甲基化,具有良好的水溶性,含有大量的轻基、氨基、叛基等极性官能团,则有良好吸附架桥、增稠和持水性能;最后因乙二醇二缩水甘油醚上环氧基团的反应,将蛋白质和多糖交联共价复合,在乙二醇二缩水甘油醚分子的两端各有一个环氧基团,其中一个能与大豆蛋白质的氨基发生反应,同时,另一侧的环氧基团能够与多糖的羟基发生反应。因此,增大分子间作用力、分子间的缠结和摩擦,从而增大其粘度,且由于两种大分子之间相互作用,将显示出比各自独立使用时更优越性能。作为优选的实施方式,所述豆粕溶液是指在豆粕原料中加入水本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种生化改性大豆蛋白‑羧甲基壳聚糖复合絮凝剂,其特征在于,由按重量份计的如下原料制备而成:水80份、大豆蛋白酶解液20‑40份、羧甲基壳聚糖20‑40份、异丙醇200‑400份、乙二醇二缩水甘油醚30‑50份。

【技术特征摘要】
1.一种生化改性大豆蛋白-羧甲基壳聚糖复合絮凝剂,其特征在于,由按重量份计的如下原料制备而成:水80份、大豆蛋白酶解液20-40份、羧甲基壳聚糖20-40份、异丙醇200-400份、乙二醇二缩水甘油醚30-50份。2.一种如权利要求1所述的生化改性大豆蛋白-羧甲基壳聚糖复合絮凝剂的制备方法,其特征在于,包括:备料步骤:按照配方配比分别量取水80份、大豆蛋白酶解液20-40份、羧甲基壳聚糖20-40份、异丙醇200-400份、乙二醇二缩水甘油醚30-50份;交联反应步骤:在反应容器中先分别加入80份水和20-40份大豆蛋白酶解液,搅拌均匀后,加入20-40份羧甲基壳聚糖进行溶胀2h,再加入200-400份异丙醇进行分散后,升温至65℃,加入30-50份乙二醇二缩水甘油醚进行交联反应,反应10h后中止反应,冷却至室温,得到生化改性大豆蛋白-羧甲基壳聚糖复合絮凝剂。3.如权利要求2所述的生化改性大豆蛋白-羧甲基壳聚糖复合絮凝剂的制备方法,其特征在于,所述大豆蛋白酶解液的制备方法包括以下步骤:将配制好的豆粕溶液放入80-85℃的水浴锅中预热处理20min,处理过程中对豆粕溶液不断地搅拌,预热完成后用冷水将豆粕溶液冷却至常温;然后在水浴锅中加热并保持温度为35-45℃,用...

【专利技术属性】
技术研发人员:陈萌萌邹志华
申请(专利权)人:广州振清环保技术有限公司
类型:发明
国别省市:广东,44

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