新型多环芳烃化合物（PAHs）吸附剂的制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种新型多环芳烃化合物（PAHs）吸附剂：天然丝素与高频超声处理的丝素及其制备方法和在环保领域的应用。由蚕丝经两次脱胶制得天然丝素，再经高频超声处理可制得高频超声处理的丝素。丝素具有很好的生物相容性，可以与PAHs络合形成稳定的丝素‑PAH络合物，因此可以作为一种仿生的PAHs吸附剂。经高频超声处理的丝素，具有更大的比表面积，对PAHs的吸附效果更佳。本发明专利技术公开的丝素，吸附效率高、制备过程简单、无污染、成本低，并可以循环使用。

Preparation and application of a new polycyclic aromatic hydrocarbon (PAHs) adsorbent

The invention discloses a novel polycyclic aromatic hydrocarbon compound (PAHs) adsorbent: natural silk fibroin and high frequency ultrasonic treated silk fibroin, as well as its preparation method and application in environmental protection field. The silk fibroin is prepared by two degumming of silk, and high frequency ultrasonic treatment can be obtained by high frequency ultrasonic treatment. Silk fibroin has good biocompatibility, can form stable silk PAH complex and PAHs complex, so PAHs can be used as a biomimetic adsorbent. The silk fibroin treated by high frequency ultrasound has a larger specific surface area and better adsorption effect on PAHs. The silk fibroin disclosed in the invention has high adsorption efficiency, simple preparation process, no pollution, low cost, and can be used in circulation.

【技术实现步骤摘要】
新型多环芳烃化合物（PAHs）吸附剂的制备方法和应用
本专利技术属于生物材料领域，具体涉及新型多环芳烃化合物（PAHs）吸附剂的制备方法和应用。
技术介绍
PAHs是指两个以上苯环以稠环形式相连的化合物，是有机化合物不完全燃烧和地球化学过程中产生的一类致癌物质。人类的外环境如大气、土壤和水中都不同程度含有苯并[α]芘等多环芳烃。多环芳烃在大气中的污染为其直接进入食品、蔬菜、水果、谷物和露天存放的粮食表面创造了条件。多环芳烃污染水体后，可通过海藻、甲壳类动物、软体动物和鱼组成的食物链向人体转移，最终可能聚集在人体中。在目前采用的清除水中PAHs的技术中，使用吸附剂是最有效的技术之一。此方法具有适应水质变化能力大、操作容易、二次污染性低、吸附剂可回收性强等优点。一些吸附剂如天然材料、活性炭（GAC）和大孔隙聚合物已证明可清除水中的PAHs。丁基橡胶（BR）是一种低成本但重要的商业弹性体，具有许多优良的性能，可用于分离多环芳烃。除此之外，清除多环芳烃的方法还有催化氧化法、微生物降解法等。Fenton氧化法利用H2O2和Fe2+在氧化催化作用下产生的大量羟基自由基（•OH）而迅速将PAHs清除。李婷等利用UV-fenton联合氧化技术处理采油废水，发现在最佳处理条件下，对多环芳烃菲和茐的去除率达71.9%。分子印迹聚合物，环糊精，多聚环糊精水凝胶等广泛用于去除多环芳烃。近几年，研究者发现可以使用DNA水凝胶，通过PAHs嵌入DNA从而达到清除PAHs的目的。
技术实现思路
本专利技术的目的之一在于提供一种新型的PAHs吸附剂：天然丝素与高频超声处理的丝素的制备方法。为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种新型多环芳烃化合物（PAHs）吸附剂的制备方法，包括如下步骤：（1）将蚕丝在80~100℃，质量分数为0.5%NaHCO3溶液中煮沸30min，蒸馏水冲洗三次，完成脱胶，重复本步骤操作两次；（2）将步骤（1）得到的产物进行常温干燥，即得到天然丝素。所述常温干燥优选室温风干。进一步，还包括将所得天然丝素进行高频超声处理的步骤。进一步，所述高频超声处理具体步骤为：将天然丝素放入0.5wt%Na2CO3和0.5wt%Na3PO4混合溶液中，40℃下预处理5h，常温干燥后，在水溶液中、于1500W功率下超声27min，每超声4s停1s，所述超声过程中温度不超过60℃。进一步，所述混合液中Na2CO3与Na3PO4的体积比为1:1。本专利技术的目的之二在于提供一种清除多环芳烃化合物(PAHs)的方法。为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种清除多环芳烃化合物（PAHs）的方法，称取天然丝素或高频超声处理的丝素，加到PAHs待测液中，震荡30min~15h，离心，取上清液测荧光。进一步，所述PAHs为1-萘胺、2-萘胺、蒽或菲，1-萘胺2-萘胺蒽菲。进一步，所述离心条件为15000rpm转速、4℃下离心15min。进一步，PAHs储备液所用的溶剂均为丙酮。进一步，PAHs储备液用蒸馏水稀释后即得PAHs待测液。本专利技术的有益效果在于：本专利技术发现了一种新型的PAHs吸附剂：天然丝素与高频超声处理的丝素。丝素具有很好的生物相容性，可以与PAHs络合形成稳定的丝素-PAH络合物，因此可以作为一种仿生的PAHs吸附剂。经高频超声处理的丝素，具有更大的比表面积，对PAHs的吸附效果更佳。该吸附剂对PAHs的清除率高、操作简单、成本低、无污染，并可以循环使用。同时也发现了丝素除用于医药，纺织，化妆品等领域外，还可用于环境保护领域，拓宽了其应用领域。附图说明图1为丝素溶液的光谱图，其中(a)紫外-可见光谱图；(b)荧光光谱图。图2为丝素的SEM图。(a-c)天然丝素；(d-f)高频超声后的丝素。图3为经天然丝素和高频超声处理后丝素的PAHs的荧光图。（a）经过丝素处理2h的1-萘胺（10μM）；（b）经过丝素处理15h的2-萘胺（10μM）；（c）经过丝素处理30min后的蒽（5μM）；（d）经过丝素处理30min后的菲（5μM）。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案和有益效果更加清楚，下面将对本专利技术的优选实施例进行详细的描述。实施例1称取2.0g蚕丝纤维加入到100mL0.5wt%NaHCO3溶液中，煮沸30min。过滤除去NaHCO3溶液，用蒸馏水冲洗三次，完成脱胶，反复进行两次脱胶实验，然后常温干燥即得天然丝素。丝素溶液的光谱图如图1所示。称取0.5g天然丝素放入10mL0.5wt%Na2CO3和10mL0.5wt%Na3PO4混合溶液中40℃下预处理5h，常温干燥后在水溶液中于1500W功率下超声27min，每超声4s停1s，保证超声过程中温度不超过60℃，然后常温干燥。丝素的扫描电镜（SEM）图如图2所示，其中(a-c)为天然丝素SEM图；(d-f)高频超声后的丝素SEM图。实施例2称取10mg天然丝素或高频超声处理的丝素，加到2mL10µM1-萘胺待测溶液中，震荡2h，然后在15000rpm、4oC条件下离心15min，取上清液测荧光光谱。天然丝素和高频超声处理的丝素对1-萘胺的清除率分别为20.0%和41.3%。测得的荧光谱图如图3a所示。称取10mg天然丝素或高频超声处理的丝素，加到2mL10µM2-萘胺待测溶液中，震荡15h，然后在15000rpm、4oC条件下离心15min，取上清液测荧光光谱。天然丝素和高频超声处理的丝素对2-萘胺的清除率分别为26.2%和39.7%。测得的荧光谱图如图3b所示。称取10mg天然丝素或高频超声处理的丝素，加到2mL5µM蒽待测溶液中，震荡30min，然后在15000rpm、4oC条件下离心15min，取上清液测荧光光谱。天然丝素和高频超声处理的丝素对蒽的清除率分别为73.8%和86.0%。1mg丝素，可最多吸附182.3ng蒽。测得的荧光谱图如图3c所示。称取10mg天然丝素或高频超声处理的丝素，加到2mL5µM菲待测溶液中，震荡30min，然后在15000rpm、4oC条件下离心15min，取上清液测荧光光谱。天然丝素和高频超声处理的丝素对菲的清除率分别为43.2%和48.1%。测得的荧光谱图如图3d所示。实施例3取吸附PAHs后的天然丝素或高频超声处理的丝素，加入丙酮：甲醇=1:1（v:v）的混合溶剂并震荡30min，然后水洗4次，自然晾干，再重新吸附上述PAHs溶液，实现丝素的循环使用。最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本专利技术的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本专利技术进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本专利技术权利要求书所限定的范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型多环芳烃化合物（PAHs）吸附剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）将蚕丝在80~100℃、质量分数为0.5% NaHCO3 溶液中煮沸30 min，蒸馏水冲洗三次，完成脱胶，重复本步骤操作两次；（2）将步骤（1）得到的产物进行常温干燥，即得到天然丝素。

【技术特征摘要】
1.一种新型多环芳烃化合物（PAHs）吸附剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）将蚕丝在80~100℃、质量分数为0.5%NaHCO3溶液中煮沸30min，蒸馏水冲洗三次，完成脱胶，重复本步骤操作两次；（2）将步骤（1）得到的产物进行常温干燥，即得到天然丝素。2.根据权利要求1所述多环芳烃化合物（PAHs）吸附剂的制备方法，其特征在于，还包括将所得天然丝素进行高频超声处理的步骤。3.根据权利要求2所述多环芳烃化合物（PAHs）吸附剂的制备方法，其特征在于，所述高频超声处理具体步骤为：将天然丝素放入质量分数为0.5%Na2CO3和质量分数为0.5%Na3PO4的混合溶液中，40℃下预处理5h，常温干燥后在水溶液中、于1500W功率下超声27min，每超声4s停1s，所述超声过程中温度不超过60oC。4.根据权利要求3所述多环芳烃化合物（PA...

【专利技术属性】
技术研发人员：左华，祁真平，张哲，何华伟，
申请(专利权)人：西南大学，
类型：发明
国别省市：重庆,50