【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種用于玉米油中毒素和重金屬脫除的改性介孔二氧化硅的制備方法，屬于精細無機化工及食品污染控制領(lǐng)域。
技術(shù)介紹
1、玉米產(chǎn)量在中國糧食作物中僅次于水稻與小麥，為保障國家糧食安全和食品安全做出了重要貢獻。除了作為重要的糧食作物，玉米還是重要的飼用作物。世界上近65%的玉米被用作飼料，真菌毒素是絲狀真菌二次代謝的副產(chǎn)物，廣泛存在于自然界中。大多數(shù)真菌毒素具有致癌、致畸和致突變等作用，其通過食物鏈傳播進入人體會給人體健康帶來嚴(yán)重危害。迄今為止已發(fā)現(xiàn)近400種真菌毒素，其中危害較大、污染較嚴(yán)重的真菌毒素有黃曲霉毒素b1（afb1）、玉米赤霉烯酮（zen）、赭曲霉毒素a（ota）、嘔吐毒素（don）等。
2、除了真菌毒素，重金屬也是玉米中常見的污染物，主要包括鉛(pb)、鎘(cd)、砷(as)、汞(hg)、鉻(cr)和銅(cu)等。在這些重金屬中，鎘(cd)通常被認為是最主要的重金屬毒素之一，因為它在環(huán)境中的流動性較強，容易被植物吸收并在食物鏈中累積。鎘污染對人類健康構(gòu)成較大威脅，長期攝入可導(dǎo)致腎臟損傷和其他健康問題。此外，鉛（pb）的污染程度也較高，尤其在一些鉛鋅礦區(qū)，鉛的超標(biāo)率達到了34.78%。
3、us?2004/0028678?a1描述了使用酸活化的層狀硅酸鹽吸附黃曲霉毒素、赭曲霉毒素、伏馬菌素、玉米赤霉烯酮、嘔吐毒素、t-2毒素和麥角胺。該方法可以有效提高層狀硅酸鹽對黃曲霉毒素和赭曲霉毒素的吸附效果，但對玉米赤霉烯酮、嘔吐毒素的吸附效果提高十分有限。
4、wo2017/22107
5、cn?116459792?a中公開了一種霉菌毒素吸附劑，嘔吐毒素、黃曲霉毒素b1和玉米赤霉烯酮具有較好的吸附性，但是赭曲霉毒素a的吸附效果沒有提到；并且該霉菌毒素吸附劑降低了對金屬的吸附效果。
6、cn106111071a公開了一種消減廢水中重金屬鎘的巰基改性磁性介孔sio2的制備方法，但是，公開的是消除水體中的重金屬鎘，專利技術(shù)人嘗試過將其應(yīng)用在油體系中吸附重金屬時，效果并不理想，且對油體系中毒素的吸附效果也不理想。
7、cn109663572a公開了一種氨基和巰基雙功能化介孔二氧化硅的制備方法及其在砷去除中的應(yīng)用，但是也是用于去除水體中的砷，沒有公開吸附油體系中的重金屬和毒素的效果。
8、稻殼是一種產(chǎn)量巨大的大米加工副產(chǎn)物，年產(chǎn)量約為4,000萬噸，其含有大量的非定型二氧化硅（sio2）（＞20%），經(jīng)煅燒、堿溶、陳化處理后可轉(zhuǎn)化為介孔sio2。通過透射電鏡鑒定發(fā)現(xiàn)，該介孔sio2呈高度規(guī)則、有序且多孔的非晶態(tài)六方體結(jié)構(gòu)。介孔sio2具有比表面積大、孔道結(jié)構(gòu)規(guī)則、表面活性位點豐富等諸多優(yōu)點。課題組前期研究了磁性介孔二氧化硅作為吸附材料去除油中的黃曲霉毒素b1，吸附材料與黃曲霉毒素b1主要通過氫鍵、疏水作用和范德華力發(fā)生相互作用，達到較好的吸附效果，并且，磁性介孔二氧化硅中的fe3o4納米顆粒可與黃曲霉毒素b1的β-二羰基發(fā)生螯合作用，可實現(xiàn)對黃曲霉毒素b1雙重固定的物理吸附。雖然采用稻殼制備的磁性介孔二氧化硅對黃曲霉毒素b1具有較好的吸附效果，但是，在其他毒素吸附及重金屬離子吸附時，效果還有待提高。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、為解決上述問題，本專利技術(shù)提供一種用于玉米油中毒素脫除的改性介孔二氧化硅，制備的改性介孔二氧化硅對玉米油中較為常見的四種毒素afb1、zen、ota和don，都具有較好的吸附效果，同時，本專利技術(shù)制備的改性介孔二氧化硅還能夠?qū)τ衩子椭械闹亟饘匐x子具有較好的吸附效果，采用本專利技術(shù)的改性介孔二氧化硅能夠同時吸附多種毒素和重金屬離子，具有較好的應(yīng)用前景。
2、本專利技術(shù)的第一個目的是提供一種用于玉米油中毒素脫除的改性介孔二氧化硅的制備方法，包括如下步驟：
3、s1、將稻殼粉碎煅燒后得到稻殼灰，將稻殼灰堿溶后得到稻殼灰溶液；
4、s2、配置擴孔劑溶液，按照體積比1：1~3?將s1步驟制備的稻殼灰溶液加入至擴孔劑溶液中，調(diào)節(jié)ph至10.0~12.0，在70~100℃攪拌反應(yīng)1~4小時，恒溫陳化后離心棄上清，沉淀洗滌后干燥，并在500~600℃煅燒1~3?h，得到介孔二氧化硅；其中，所述擴孔劑溶液為十六烷基三甲基溴化銨/聚丙烯酸水溶液，十六烷基三甲基溴化銨的濃度為0.02~0.04?mol/l，聚丙烯酸的濃度為0.02~0.04?mol/l；
5、s3、將s2步驟制備的介孔二氧化硅分散在甲苯中得到介孔二氧化硅甲苯溶液；將辛基三甲氧基硅烷與甲醇水溶液混合均勻，得到辛基三甲氧基硅烷甲醇水溶液；然后按照介孔二氧化硅與辛基三甲氧基硅烷質(zhì)量體積比為1g：0.8~1.2ml，將辛基三甲氧基硅烷甲醇水溶液加入到介孔二氧化硅甲苯溶液中，在70~80℃溫度下攪拌反應(yīng)20~30?h，將產(chǎn)物洗滌干燥得到辛基改性介孔二氧化硅；
6、s4、將s3步驟得到的辛基改性介孔二氧化硅分散于無水甲醇中，再加入甘油進行超聲分散，得到辛基改性介孔二氧化硅混合溶液；將巰丙基三甲氧基硅烷與無水甲醇混合得到巰丙基三甲氧基硅烷甲醇溶液；按照辛基改性介孔二氧化硅與辛基三甲氧基硅烷質(zhì)量體積比為1g：0.8~1.2ml，將巰丙基三甲氧基硅烷甲醇溶液加入辛基改性介孔二氧化硅混合溶液中，并加入氨水催化劑，在70~90℃溫度下攪拌反應(yīng)10~15h，將產(chǎn)物洗滌干燥得到辛基巰基改性介孔二氧化硅。
7、在本專利技術(shù)的一種實施方式中，s1步驟中，煅燒是在500~600℃煅燒4~6?h。
8、在本專利技術(shù)的一種實施方式中，s1步驟中，稻殼灰堿溶是將氫氧化鈉和稻殼灰按照質(zhì)量比4~6：4混合，用水加熱溶解。
9、在本專利技術(shù)的一種實施方式中，介孔二氧化硅甲苯溶液是將介孔二氧化硅與甲苯按照質(zhì)量體積比1g：40~60ml混合后，在30~50℃下超聲分散20~40?min得到。
10、在本專利技術(shù)的一種實施方式中，辛基三甲氧基硅烷甲醇水溶液是將辛基三甲氧基硅烷與甲醇水溶液按照體積比1：30~50混合并超聲處理20~40?min得到；其中，甲醇水溶液是甲醇:水=85~95:10。
11、在本專利技術(shù)的一種實施方式中，辛基改性介孔二氧化硅混合溶液是將辛基改性介孔二氧化硅按照質(zhì)量體積比1g：40~60ml，加入到無水甲醇中超聲分散20~40?min，再按照體積比1：0.8~1.2加入甘油，超聲處理20~30min得到。
12、在本專利技術(shù)的一種實施方式中，巰丙基三甲氧基硅烷甲醇溶液是將巰丙基三甲氧基硅烷與無水甲醇按照體積比1：20~40混合得到。
13、本專利技術(shù)的第二個目的是提供所述制備方法制備得到改性介孔二氧化硅。
14、本專利技術(shù)的第三個目的是提供所述改性介孔二氧化硅在食用油毒素和/或重金屬脫除中的應(yīng)用。...
【技術(shù)保護點】
1.一種用于玉米油中毒素和重金屬脫除的改性介孔二氧化硅的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，S1步驟中，煅燒是在500~600℃煅燒4~6?h。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，S1步驟中，稻殼灰堿溶是將氫氧化鈉和稻殼灰按照質(zhì)量比4~6：4混合，用水加熱溶解。
4.?根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，介孔二氧化硅甲苯溶液是將介孔二氧化硅與甲苯按照質(zhì)量體積比1g：40~60mL混合后，在30~50℃下超聲分散20~40?min得到。
5.?根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，辛基三甲氧基硅烷甲醇水溶液是將辛基三甲氧基硅烷與甲醇水溶液按照體積比1：30~50混合并超聲處理20~40?min得到；其中，甲醇水溶液是甲醇:水=85~95:10。
6.?根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，辛基改性介孔二氧化硅混合溶液是將辛基改性介孔二氧化硅按照質(zhì)量體積比1g：40~60mL，加入到無水甲醇中超聲分散20~40min，再按照體積比1：0.8~1.2加入
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，巰丙基三甲氧基硅烷甲醇溶液是將巰丙基三甲氧基硅烷與無水甲醇按照體積比1：20~40混合得到。
8.一種權(quán)利要求1~7任一項所述的制備方法制備得到改性介孔二氧化硅。
9.權(quán)利要求8所述的改性介孔二氧化硅在食用油毒素和/或重金屬脫除中的應(yīng)用。。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的應(yīng)用，其特征在于，所述食用油為玉米油、花生油、葵花籽油中的一種或多種混合。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種用于玉米油中毒素和重金屬脫除的改性介孔二氧化硅的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，s1步驟中，煅燒是在500~600℃煅燒4~6?h。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，s1步驟中，稻殼灰堿溶是將氫氧化鈉和稻殼灰按照質(zhì)量比4~6：4混合，用水加熱溶解。
4.?根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，介孔二氧化硅甲苯溶液是將介孔二氧化硅與甲苯按照質(zhì)量體積比1g：40~60ml混合后，在30~50℃下超聲分散20~40?min得到。
5.?根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，辛基三甲氧基硅烷甲醇水溶液是將辛基三甲氧基硅烷與甲醇水溶液按照體積比1：30~50混合并超聲處理20~40?min得到；其中，甲醇水...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：李亞男，王韌，陳正行，王濤，馮偉，
申請(專利權(quán))人：江南大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：
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