[发明专利]以稻壳为原料制备高效碳硅饲用真菌毒素吸附剂的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种以稻壳为原料制备新型高效碳硅饲用真菌毒素吸附剂的方法，其产品对黄曲霉毒素B1有很强的吸附效果，属于精细无机化工技术领域。

背景技术

据统计，在我国大宗谷物、饲料中真菌毒素阳性污染率高达90％，其中因严重污染应当禁用的达总产量的15％～25％，全国每年仅农户储存粮食损失达1500～2000万吨(价值180～200亿元)，相当于一个粮食主产省的粮食年产量。黄曲霉毒素是真菌毒素中毒性最大、分布范围最广的一种，对人畜的威胁也最大。去除真菌毒素的常用方法有：化学法、生物法、物理法等。物理法中的吸附剂吸附法是目前应用最广的脱毒方式，它是将各类吸附剂加入到饲料中，动物食用后在体内与真菌毒素结合成稳定的复合物，从而降低其毒害。目前常用的并得到广泛研究的吸附剂有沸石，活性硅藻土，膨润土和蒙脱土(石)等，商用产品有美国ACG公司的克霉宝，美泰克公司的麦特霉胶素等。

稻壳作为稻米加工的主要副产品，具有来源广泛、成本低廉、可利用面广等特点。在我国，对稻壳的综合利用效率还很低，大部分稻壳被焚烧或丢弃，造成资源浪费和环境污染。稻壳的主要成分为纤维素，半纤维素，木质素和二氧化硅，是制备多孔性碳硅复合物的最佳原材料，具有很好的应用前景。多孔碳硅复合物是一种新型多孔材料，具有理化性质稳定，比表面高，孔隙结构发达等优点，非常适用于作为吸附剂材料。以稻壳为原料制备高效碳硅饲用真菌毒素吸附剂的研究还未见报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种吸附性能优良，成本低廉，制备工艺简便的以稻壳为原料制备高效碳硅饲用真菌毒素吸附剂的方法。

本发明的技术解决方案是：

一种以稻壳为原料制备高效碳硅饲用真菌毒素吸附剂的方法，其特征是：依次包括下列步骤：

(1)稻壳除杂：取稻壳粉碎后过100目筛，加入去离子水水洗，然后使用盐酸酸洗，然后再抽滤水洗至洗液为中性为止，然后将洗净后的稻壳置于烘箱中烘干备用；除杂可以去除稻壳中混杂的秸秆、灰尘等杂质，也可以溶解部分金属氧化物，从而提高产品质量。

(2)稻壳预炭化：取洗净后烘干的稻壳放入坩埚中，在马弗炉中预炭化；预碳化是为了使稻壳初步裂解，让部分有机物在挥发的过程中在稻壳内形成微观的孔隙结构。适当调节预碳化温度以达到理想的处理效果，温度太高时，有机物有可能生成复杂的热解产物堵塞孔道，或者导致含碳物质与二氧化硅结合成难溶的复合物，不利于产品质量的提高；温度太低，有机物挥发不够充分，难以提高产品的比表面积和孔隙率等指标。

(3)碱溶除硅处理：取预炭化的样品，加入5％～10％KOH碱液，在室温下不断搅拌浸泡12～24h，用热水抽滤至洗液为中性后，在烘箱中烘干备用；碱溶除硅是为了除去稻壳中多余的硅元素，因为过多的硅元素会使产品的灰分增加，降低产品的吸附能力。另外碱液浸泡可以显著提高产品的比表面积和总孔体积。碱液的浓度和浸泡时间不宜过高和过长，否则会导致设备的腐蚀和成本的增加。

(4)稻壳的活化烧结：取脱硅稻壳，加入30～50％的氯化锌活化液，料液比为1∶1～1∶3，活化温度500～800℃，升温至烧结温度保温1～3h，自然冷却至室温后，用水抽滤洗涤至中性，在烘箱中烘干，得到产品。高温烧结可使碳和硅充分反应生成碳硅复合物，同时还可使残留的有机物充分挥发，进一步提高产品的孔隙率和总孔体积。烧结温度和时间控制对产物性能有重要影响，温度过低、时间过短会导致有机物挥发不完全，碳硅反应不充分；反之则会使孔道塌陷，降低材料的比表面积和总孔体积。合理的活化条件同样有利于产品孔道结构的生成。

步骤(1)稻壳除杂的具体步骤为：取稻壳500～1000g粉碎后过100目筛，加入去离子水3～5L，在搅拌下水洗20～40min，抽滤分离，重复水洗和抽滤步骤3次。使用浓度为0.05～0.10mol/L的盐酸3～5L酸洗2h，然后再抽滤水洗至洗液为中性为止，然后将洗净后的稻壳置于烘箱中105℃下烘干备用。

步骤(2)稻壳预炭化的具体步骤是：取洗净后烘干的稻壳放入坩埚中，在马弗炉中预炭化。炭化温度250～350℃，炭化时间1～2h。

步骤(3)碱溶除硅处理的具体步骤是：取预炭化的样品15g，加入5％～10％KOH碱液100～200ml，在室温下不断搅拌浸泡12～24h，用80℃热水抽滤至洗液为中性后，在105℃烘箱中烘干备用。