[发明专利]一种吸附蛋白酶解液中重金属铬的工艺

说明书

技术领域

本发明涉及蛋白质加工处理技术领域，尤其是涉及一种吸附蛋白酶解液中重金属铬的工艺。

背景技术

蛋白酶解液是一种用废弃动植物蛋白制作的营养剂，通常是用低值鱼或水产品下脚料制备而成。近年来由于工农业污水被随意排放入海，含重金属化石燃料的燃烧，生活污水随河流进海，以及沿海和海上活动日益频繁，造成了海水中重金属增加,特别是铬、镉离子超标特别严重，从而造成易富集重金属水产品中的铬、镉离子含量超标，用相应低值水产制得的蛋白酶解液中铬、镉离子含量也会相应的超标。如果对铬、镉离子含量超标的蛋白酶解液不做脱铬、镉离子处理，则铬、镉离子会沿着路径进入人体，危害人的身心健康。但是现有技术中未见有专门针对蛋白酶解液的脱除重金属离子的工艺方法，更未见有脱除蛋白酶解液中铬、镉离子的工艺方法。其他领域液体中去除重金属离子的方法通常是单纯采用化学沉淀法及离子交换法。化学沉淀法就是往所需除重金属液体中加碱使重金属离子沉淀，然后再经过物理方法去除沉淀后的重金属，这种方法处理中不仅会改变液体的pH值，还会引入一些其他的离子，如果运用此方法去除蛋白酶解液中的铬、镉离子可能会影响原有液体的使用效果，如果运用此方法去除液体蛋白肥中的铬、镉离子，沉淀剂额外引入的铝离子、铁离子会造成蛋白肥中蛋白质发生变性，也会影响蛋白肥施用作物的生长；离子交换法就是利用离子交换剂与液体中的离子发生交换作用而使离子分离的方法，离子交换树脂是一种不溶性的高分子化合物，如果运用此方法去除蛋白酶解液中的铬、镉离子，离子交换树脂加入到蛋白酶解液中后会很难去除，从而会影响到之后蛋白酶解液的施用效果。

羧基化纳晶纤维素是一种经羧基化改性后具有优良吸附作用的纳晶纤维素，可以在纤维素的表面引入羧基，经过处理后的纤维素表面带有更多的负电荷，能够增强纤维素的分散性，使其能够形成稳定的水悬浮液。羧基化改性后的纳晶纤维素由于其表面所带的负电荷，具有较好的吸附性能。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种利用改性羧基化纳晶纤维素作为主要吸附剂，辅以海泡石对蛋白酶解液中重金属铬进行脱除的重金属吸附工艺。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种吸附蛋白酶解液中重金属铬的工艺，包括以下步骤：

a）将蛋白酶解液中重金属铬的浓度调节至180～260mg/L；

b）将上述蛋白酶解液的pH值调节至2.5～4；

c）称取聚乙烯亚胺改性羧基化纳晶纤维素和海泡石，其中，聚乙烯亚胺改性羧基化纳晶纤维素与蛋白酶解液的质量比为1：10～20，海泡石与蛋白酶解液的质量比为1：8～12；

d）将聚乙烯亚胺改性羧基化纳晶纤维素和海泡石加到蛋白酶解液中，在15～23℃环境下反应4～10小时；

e）将经步骤d处理后的蛋白酶解液离心处理，处理后保留上层溶液，所得的上层溶液即为脱除重金属铬的蛋白酶解液。

经过试验证明，在重金属铬的浓度为180～260mg/L，pH值在2.5～4时，聚乙烯亚胺改性羧基化纳晶纤维素对溶液中重金属铬的吸附效果最优，可以在最大的限度上吸附溶液中的重金属离子，同时吸附效率也是最高的；海泡石是一种富镁的含水层链状硅酸盐矿物，其结构中具有较大的表面能，使其具有较强的吸附能力，另外其表面多附有钠钙等轻金属离子，使其同时具有良好的阳离子交换性能，可以与所需处理的蛋白酶解液中的重金属铬离子发生阳离子交换反应，除去蛋白酶解液中的重金属铬离子。

作为优选，聚乙烯亚胺改性羧基化纳晶纤维素由以下重量份的原料制得：羧基化纳晶纤维素溶液100份，聚乙烯亚胺溶液3～5份，N-羟基琥珀酰亚胺0.23～0.26份，1-乙基-（3-二甲基氨基丙基）碳二亚胺盐酸0.4～0.5份，苯胺0.1～0.2份，琥珀酸锌1～2份，硬脂酸钡0.8～1.2份，叔丁基对苯二酚0.7～0.9份，去离子水50～70份。

作为优选，聚乙烯亚胺改性羧基化纳晶纤维素通过以下步骤制得：

a）将羧基化纳晶纤维素溶液超声分散20～40分钟；

b）向经步骤a分散后的羧基化纳晶纤维素溶液中加入聚乙烯亚胺溶液、N-羟基琥珀酰亚胺、1-乙基-（3-二甲基氨基丙基）碳二亚胺盐酸和苯胺制成混合液，并用0.1mol/L的盐酸和0.1mol/L的氢氧化钠溶液将混合液的pH值调节至6.5～7.5，并使混合液在20～30℃温度下反应20～26小时；

c）将琥珀酸锌、硬脂酸钡和叔丁基对苯二酚加入到去离子水中，并超声分散15～25分钟，配制稳定液；