一种以大豆提取物为模板的纳米吸附剂的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种以大豆提取物为模板的纳米吸附剂的制备方法，包括：破碎：将大豆破碎成大豆粉末；碱热浸取：将所述大豆粉末加入到碱性溶液中，并以95～100℃加热反应15～25min，从而得到大豆碱热浸取混合物；过滤：将所述大豆碱热浸取混合物进行过滤，从而得到大豆提取液；净化：采用透析的方法对所述大豆提取液进行净化，从而得到净化后的溶解态大豆提取物；纳米吸附剂制备：以净化后的溶解态大豆提取物为模板剂，采用化学沉淀法或氧化还原法制备水合金属氧化物纳米吸附剂。本发明专利技术不仅安全、高效、低成本，而且能够制备出在水溶液体系中稳定存在的水合金属氧化物纳米颗粒，提高了水合金属氧化物纳米颗粒的吸附效率。

【技术实现步骤摘要】
一种以大豆提取物为模板的纳米吸附剂的制备方法
本专利技术涉及纳米吸附材料领域，尤其涉及一种以大豆提取物为模板的纳米吸附剂的制备方法。
技术介绍
水合氧化铁、水合氧化锰等水合金属氧化物广泛存在于沉积物和土壤中，具有颗粒尺寸小、比表面积大、结晶弱等特点，具有两性吸附能力，对自然环境中污染物净化作用明显。在水处理领域中，水合金属氧化物对砷、磷、铊、镉等多种类型的污染物具有优良的吸附性能，已发展成新型吸附材料。在水溶液体系中，水合金属氧化物纳米颗粒难以稳定存在，极易发生团聚，从而降低水合金属氧化物纳米颗粒的吸附容量与吸附效率。在较低的吸附容量条件下，水合金属氧化物纳米颗粒的大量投加将产生大量化学污泥，这会产生高额的污泥处置成本，还会发生二次污染问题，因此水处理领域中极少将水合金属氧化物纳米颗粒作为投加型吸附剂，而是将水合金属氧化物纳米颗粒负载至离子交换树脂等载体上，作为吸附柱的填料，应用于污水深度处理。这一措施虽然解决了水合金属氧化物纳米颗粒的团聚与流失问题，但其制备成本相对较高，且需要在吸附柱中使用，需配备复杂的解吸再生系统，投资成本相对较高。目前，在水合金属氧化物吸附剂领域，缺乏安全、高效、低成本的纳米吸附剂制备技术，难以制备出在水溶液体系中能稳定存在的水合金属氧化物纳米颗粒。
技术实现思路
针对现有技术中的上述不足之处，本专利技术提供了一种以大豆提取物为模板的纳米吸附剂的制备方法，不仅安全、高效、低成本，而且能够制备出在水溶液体系中稳定存在的水合金属氧化物纳米颗粒，有效防止了水合金属氧化物纳米颗粒的团聚问题，提高了水合金属氧化物纳米颗粒的吸附效率，可以将其应用于污水深度处理或饮用水净化处理，在较低的投加量条件下，实现水中污染物的深度去除。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：一种以大豆提取物为模板的纳米吸附剂的制备方法，包括以下步骤：步骤A、破碎：将大豆破碎成大豆粉末；步骤B、碱热浸取：将所述大豆粉末加入到碱性溶液中，并以95～100℃加热反应15～25min，从而得到大豆碱热浸取混合物；步骤C、过滤：将所述大豆碱热浸取混合物进行过滤，从而得到大豆提取液；步骤D、净化：采用透析的方法对所述大豆提取液进行净化，从而得到净化后的溶解态大豆提取物；步骤E、纳米吸附剂制备：以净化后的溶解态大豆提取物为模板剂，采用化学沉淀法或氧化还原法制备水合金属氧化物纳米吸附剂。优选地，在步骤A中，大豆粉末的粒度低于0.150mm。优选地，在步骤B中，所述碱性溶液为质量浓度1％～6％的NaOH溶液。优选地，在步骤C中，过滤截留的孔径为不高于30μm。优选地，在步骤D中，透析膜的分子截留量不高于25000D。优选地，所述步骤E包括：以净化后的溶解态大豆提取物为模板剂，采用化学沉淀法制备水合氧化铁纳米吸附剂；和/或，以净化后的溶解态大豆提取物为模板剂，采用氧化还原法制备水合氧化锰纳米吸附剂。优选地，向去离子水中加入净化后的溶解态大豆提取物，使所述大豆提取物的体积浓度为2％～10％，搅拌均匀后，向其中加入FeCl3或FeSO4溶液，搅拌反应15～30min，然后加入NaOH溶液，将其pH值调节至6.5～8.0，搅拌反应15～30min，从而制得水合氧化铁纳米吸附剂。优选地，以Fe质量计，FeCl3或FeSO4溶液的投加量为200～2000mg/L。优选地，向去离子水中加入净化后的溶解态大豆提取物，使所述大豆提取物的体积浓度为2％～10％，搅拌均匀后，向其中加入KMnO4溶液，搅拌反应30～60min，从而制得水合氧化锰纳米吸附剂。优选地，以KMnO4质量计，KMnO4溶液的的投加量为500～2000mg/L。由上述本专利技术提供的技术方案可以看出，本专利技术所提供的以大豆提取物为模板的纳米吸附剂的制备方法中，以大豆为原料，通过碱热浸取的方法提取其中的溶解态有机物，并以净化后的溶解态大豆提取物作为纳米金属氧化物制备的模板剂，采用化学沉淀法或氧化还原法制备出能够在水溶液体系中稳定存在的水合金属氧化物纳米吸附剂，从而有效防止了水合金属氧化物纳米颗粒的团聚问题，提高了水合金属氧化物纳米颗粒的吸附效率，能够将其作为投加型吸附剂应用于常规水处理过程。对于水处理提标改造工程而言，无需新增大量投资，污泥产生量少，运行费用较低，具有安全、高效、绿色、的特点，其不仅适用于污水深度处理，在饮用水水质净化领域也有广阔的应用前景。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。图1为本专利技术提供以大豆提取物为模板的纳米吸附剂的制备方法的流程示意图。具体实施方式下面结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术的保护范围。下面对本专利技术所提供的以大豆提取物为模板的纳米吸附剂的制备方法进行详细描述。本专利技术实施例中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。如图1所示，一种以大豆提取物为模板的纳米吸附剂的制备方法，包括以下步骤：步骤A、破碎：将大豆破碎成粒度低于0.150mm的大豆粉末，以提高后续碱热浸取工艺的效率。步骤B、碱热浸取：将所述大豆粉末加入到碱性溶液中，并以95～100℃加热反应15～25min，加热过程中持续搅拌，以浸取大豆粉末中的有机物，从而得到大豆碱热浸取混合物。步骤C、过滤：将所述大豆碱热浸取混合物进行过滤，去除不溶的大颗粒有机物，保留过滤后溶液，从而得到大豆提取液。步骤D、净化：采用透析的方法对所述大豆提取液进行净化，去除所述大豆提取液中低分子杂质，从而得到净化后的溶解态大豆提取物。步骤E、纳米吸附剂制备：以净化后的溶解态大豆提取物为模板剂，采用化学沉淀法或氧化还原法制备水合金属氧化物纳米吸附剂。具体地，该以大豆提取物为模板的纳米吸附剂的制备方法包括以下实施方案：(1)在步骤A中，所述大豆选用符合相关食品安全标准的产品。(2)在步骤B中，所述大豆粉末与碱性溶液的质量比为1:50～1:10。所述碱性溶液为质量浓度1％～6％的NaOH溶液。(3)在步骤C中，过滤截留的孔径为不高于30μm。(4)在步骤D中，采用透析袋对所述大豆提取液进行净化，将所述大豆提取液置于透析袋中密封后，将透析袋置于去离子水中透析净化，多次更换透析用去离子水，直至透析袋外去离子水呈中性。透析膜的分子截留量不高于25000D。(5)在步骤E中，以净化后的溶解态大豆提取物为模板剂，采用化学沉淀法制备水合氧化铁纳米吸附剂。具体而本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种以大豆提取物为模板的纳米吸附剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤A、破碎：将大豆破碎成大豆粉末；/n步骤B、碱热浸取：将所述大豆粉末加入到碱性溶液中，并以95～100℃加热反应15～25min，从而得到大豆碱热浸取混合物；/n步骤C、过滤：将所述大豆碱热浸取混合物进行过滤，从而得到大豆提取液；/n步骤D、净化：采用透析的方法对所述大豆提取液进行净化，从而得到净化后的溶解态大豆提取物；/n步骤E、纳米吸附剂制备：以净化后的溶解态大豆提取物为模板剂，采用化学沉淀法或氧化还原法制备水合金属氧化物纳米吸附剂。/n

【技术特征摘要】
1.一种以大豆提取物为模板的纳米吸附剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤A、破碎：将大豆破碎成大豆粉末；
步骤B、碱热浸取：将所述大豆粉末加入到碱性溶液中，并以95～100℃加热反应15～25min，从而得到大豆碱热浸取混合物；
步骤C、过滤：将所述大豆碱热浸取混合物进行过滤，从而得到大豆提取液；
步骤D、净化：采用透析的方法对所述大豆提取液进行净化，从而得到净化后的溶解态大豆提取物；
步骤E、纳米吸附剂制备：以净化后的溶解态大豆提取物为模板剂，采用化学沉淀法或氧化还原法制备水合金属氧化物纳米吸附剂。


2.根据权利要求1所述的以大豆提取物为模板的纳米吸附剂的制备方法，其特征在于，在步骤A中，大豆粉末的粒度低于0.150mm。


3.根据权利要求1或2所述的以大豆提取物为模板的纳米吸附剂的制备方法，其特征在于，在步骤B中，所述碱性溶液为质量浓度1％～6％的NaOH溶液。


4.根据权利要求1或2所述的以大豆提取物为模板的纳米吸附剂的制备方法，其特征在于，在步骤C中，过滤截留的孔径为不高于30μm。


5.根据权利要求1或2所述的以大豆提取物为模板的纳米吸附剂的制备方法，其特征在于，在步骤D中，透析膜的分子截留量不高于25000D。


6.根据权利要求1或2所述的以大豆提...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡建龙，陈家庆，
申请(专利权)人：北京石油化工学院，
类型：发明
国别省市：北京;11