[发明专利]一种用酒糟制备的纳米纤维吸附膜及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种用酒糟制备的纳米纤维吸附膜及其制备方法和应用，属于酿酒废弃资源利用及环保领域。本发明以酒糟为基材，先用碱进行预处理，再用改性剂进行反应，制得用酒糟制备的纳米纤维吸附膜，整个过程操作简单且反应能耗低，而且本发明方法的原料来源广、经济易得。本发明用酒糟制备的纳米纤维吸附膜具有良好的吸附性能，与未改性的酒糟相比，同等条件下，对孔雀石绿溶液的吸附量和吸附率明显增高。具有成本低、可循环利用，无污染环境的特点。采用本发明制备的酒糟纳米纤维吸附膜对废水中染料如孔雀石绿、结晶紫、甲基橙、刚果红、酸性红87、酸性黄11、亚甲基蓝和罗丹明中任意一种的吸附脱除率均达到88％～99.99％，其吸附量达到1mg/g～500mg/g。

技术领域

本发明属于酿酒废弃资源利用及环保领域，具体涉及一种用酒糟制备的纳米纤维吸附膜及其制备方法和应用。

背景技术

染料易溶于水，其中的发色基团容易在废水中形成具有毒性的物质，且这类染料废水较难脱色，会直接或间接影响人体健康并且污染环境。因此，对该类污染物的控制技术研究一直是环境科学技术研究领域的热点与难点。当前处理这类染料废水的方法主要有化学氧化法、絮凝沉淀法、吸附法及生物降解法等。其中吸附法以其成本低、操作简单、二次污染小等优势，已被广泛研究与应用。

固态白酒的酒糟是出窖酒醅蒸馏后废弃的残留物。目前全国白酒产量在600-800万吨。据统计，固态法生产1吨白酒约产生10吨废糟及大量废液。这些酒糟及废液如果不能良好管理和回收利用，将对环境造成严重污染。白酒糟富含纤维素、粗纤维及氨基酸，其表面含有羟基、羰基等官能团，是一类经济且性能优良的生物吸附材料。

纳米纤维不仅具有纤维的基本结构与性能，同时还具备一定的“纳米材料”的特性，如较大的比表面积、高结晶度、高模量、高强度、高透明性、超强吸附能力且吸附速度快，再生时间短，易于洗脱，在工业废水治理中展现了良好的应用前景，但目前利用废弃的酒糟制备纳米纤维的研究还鲜有报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用酒糟制备的纳米纤维吸附膜及其制备方法和应用，该纳米纤维吸附膜的吸附效率高、吸附速度快；该制备方法原料来源广，操作简单，适合工业化生产。

本发明是通过以下技术方案来实现：

本发明公开了一种用酒糟制备纳米纤维吸附膜的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)酒糟纳米纤维的制备

1.1)以质量份数计，将3～30份的碱加到30～300份的去离子水，制得第一碱液，冷却至室温备用；将2～40份的碱加到100～800份的去离子水中，制得第二碱液，冷却至室温备用；

1.2)以质量份数计，将1～30份的酒糟颗粒加到1～35份的第一碱液中，在20～60℃下搅拌0.5～7h，洗涤、干燥，制得预处理酒糟；

1.3)以质量份数计，将1～20份预处理酒糟加到1～15份的第二碱液中，在20～60℃下搅拌0.1～5h，再加入0.5～40份改性剂反应0.5～10h，烘干，得到改性酒糟；

1.4)以质量份数计，将5～20份的改性酒糟加到100～400份的质量浓度为64％硫酸溶液中，40～100℃下搅拌30～120min，调节pH值至中性，再在4000～8000r/min下离心10～30min，收集沉淀物，将沉淀物超声处理，制得酒糟纳米纤维；

2)酒糟纳米纤维膜的制备以质量份数计，将3～30份的成膜剂加到100～3000份的去离子水中，再加入1～15份的酒糟纳米纤维，在60～150℃下搅拌0.1～5h，得到混合物，将混合物冷却成膜，制得酒糟纳米纤维膜。

优选地，所述步骤2)中，成膜剂选用PVA、PEG、CMC、PAN、PVDC和聚丙烯中的一种或几种；成膜剂聚合度范围为500～2000。

优选地，所述酒糟为酒精糟、白酒糟、黄酒糟或啤酒糟。