本發(fā)明涉及一種環(huán)保型可降解抑塵劑的制備方法，屬于抑塵劑制備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
世界公害污染中粉塵已成為第一大污染源。針對人類的許多活動，尤其是露天開采煤礦、沙石煤炭運輸、城市裸露地面和堆放垃圾廢料等都將形成粉塵污染。近些年來，采礦業(yè)的大力發(fā)展、煤炭運輸業(yè)的增多、城市基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)以及垃圾廢料的長久堆放，都使揚塵污染變得日趨嚴(yán)重。造成揚塵污染的來源是多方面的，其主要污染源來自煤炭在鐵路運輸過程中由于風(fēng)速和顛簸使部分煤塵進入大氣，造成了空氣污染和鐵路沿線環(huán)境惡化。建筑工地、礦粉、灰、沙、石等易揚塵物料，在運輸和貯存過程中造成的揚塵污染。生活垃圾等在運輸和貯存過程造成的揚塵污染不可忽視。垃圾堆放場附近不僅臭氣熏天，而且垃圾漫天飛舞現(xiàn)象隨處可見，嚴(yán)重影響了環(huán)境與人體健康。這些污染源點多面廣，又有利于形成揚塵的氣候和自然條件（我國多數(shù)北方城市，年平均溫度較低、降水量偏少、氣候寒冷、空氣干燥、風(fēng)力較強、蒸發(fā)量大），更加重了揚塵污染，因此很難統(tǒng)一治理。
隨著科技進步和人民生活水平的不斷提高，人類對居住環(huán)境質(zhì)量的要求越來越高，如何減少降塵對環(huán)境的污染已引起人們高度重視，減少揚塵有多種方式，常用的處理方式有抑塵劑、濕法防塵、設(shè)置防風(fēng)林防風(fēng)網(wǎng)，建造封閉式結(jié)構(gòu)（機械加蓋法、篷布遮蓋法、塑料薄膜覆蓋法、集裝箱專用列車法）、灑水法。抑塵劑與其他方式相比，具有成本低廉、便于作業(yè)、實用性強、有效期長、防塵效果明顯并且符合環(huán)保要求等特征。
目前，研發(fā)多功能、多組分、環(huán)保型的抑塵劑是國內(nèi)外的主要研究方向。根據(jù)作用機理，抑塵劑可分為潤濕型、黏結(jié)型。潤濕型抑塵劑一般由非極性親油碳?xì)滏湶糠趾蜆O性親水基團共同構(gòu)成，采用潤濕型化學(xué)抑塵劑缺點是同一種潤濕劑的適用范圍小，有引起二次污染的可能，而且不具有較強的粘結(jié)粉塵能力。黏結(jié)型抑塵劑主要包括油類產(chǎn)品和造紙、酒精工業(yè)的廢液、廢渣等有機粘結(jié)材料；但由于這類抑塵劑種類稀少，有異味，可能還會排放有害氣體，而引起土壤、地下水及周圍環(huán)境污染，并存在加工工藝復(fù)雜以及成本較等缺陷。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題：針對目前生產(chǎn)的抑塵劑不易降解，殘留率高，抑塵效果不理想，且對微小灰塵無法吸附和團聚的問題，提供了一種木槿制備植物膠提高粘結(jié)性能，細(xì)菌纖維素形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)吸附、潤濕微小灰塵的方法。本發(fā)明首先以新鮮木槿為原料，從中提取出木槿植物膠，植物膠良好的成膜性，可在灰塵表面形成一層連續(xù)完整的殼膜，再用微生物發(fā)酵來制備細(xì)菌纖維素，再將其干燥后，粉碎，細(xì)菌纖維素中的糖苷鍵可吸附微小灰塵，而細(xì)菌纖維素分子間可形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，吸附微塵，并且細(xì)菌纖維素具有強大的吸水、保濕功能，可使微塵團聚，進而達(dá)到抑塵效果，最后再與植物膠等進行交聯(lián)反應(yīng)，得到抑塵劑。本發(fā)明制備的抑塵劑可生物降解，20～25天后，抑塵劑的含量低于0.2%，抑塵效率達(dá)到99.5～99.8%。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：
（1）稱取200～300g新鮮木槿葉，用去離子水洗滌3～5次后，將木槿葉和400～500mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為95%乙醇溶液一同加入到打漿機中，打漿10～20min，并過80～100目篩，去除難以過篩的纖維組織，得到木槿漿；
（2）將木槿漿置于離心機中，在5000～6000r/min下離心10～15min，棄去溶液，得到沉淀，并將沉淀用無水乙醇洗滌2～3次，將洗滌后的沉淀置于烘箱中，在80～90℃下干燥至含水率為5～10%，得到木槿植物膠，備用；
（3）按重量份數(shù)計，稱取15～20份甘露醇、3～5份蛋白胨、8～12份酵母膏和6～8份瓊脂和70～80份去離子水，加入到培養(yǎng)皿中，攪拌混合1～2min后，再加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%檸檬酸溶液，調(diào)節(jié)pH為6.5～6.8，形成培養(yǎng)基，并將其置于滅菌罐中，在90～100℃下滅菌10～15min，得到木醋桿菌培養(yǎng)基；
（4）將上述木醋桿菌培養(yǎng)基轉(zhuǎn)移至發(fā)酵罐中，再按8～10%的接種量將木醋桿菌接種到發(fā)酵罐中，在25～35℃下發(fā)酵6～7天，發(fā)酵結(jié)束，用鑷子將發(fā)酵液表面的凝膠狀細(xì)菌纖維素取出，并用去離子水清洗3～5次后，放入燒杯中，再加入400～500mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%氫氧化鈉溶液，并對其進行加熱至85～95℃，保溫40～50min，去除殘余菌體，再用去離子水沖洗至中性，得到細(xì)菌纖維素；
（5）將上述細(xì)菌纖維素置于冷凍干燥機中，在-35～-25℃下干燥5～6h，得到干燥細(xì)菌纖維素，并置于粉碎機中粉碎，過100～120目篩，收集過篩物，得到細(xì)菌纖維素粉末；
（6）按重量份數(shù)計，稱取30～40份上述細(xì)菌纖維素粉末、10～15份步驟（2）備用的木槿植物膠、1～3份N,N-亞甲基雙丙烯酰胺、1～3份十二烷基苯磺酸鈉和100～110份去離子水，加入到燒瓶中，并置于水浴鍋中，在60～70℃下攪拌反應(yīng)40～50min后，停止加熱，出料，待物料自然冷卻至室溫，即可得到環(huán)保型可降解抑塵劑。
本發(fā)明的應(yīng)用方法：將本發(fā)明制備的環(huán)保型可降解抑塵劑與水按質(zhì)量比1：3～1：5進行混合后，裝入噴霧器內(nèi)，均勻的噴灑到煤礦堆上，控制噴灑量為1.8～2.5kg/m2。經(jīng)檢測，本發(fā)明制備的抑塵劑粘度可達(dá)58～62mPa·s，保濕時間可達(dá)4～5天，比經(jīng)本發(fā)明抑塵劑噴灑后的煤礦堆礦灰顆粒損失率為0.5～0.7g/m2，抑塵效率達(dá)到99.5～99.8%，并且可抗20m/s的風(fēng)吹，20～25天后檢測，抑塵劑的含量低于0.2%。
本發(fā)明與其他方法相比，有益技術(shù)效果是：
（1）本發(fā)明制備的抑塵劑易降解，不會對環(huán)境造成二次污染；
（2）本發(fā)明制備的抑塵劑粘結(jié)粉塵能力較強，達(dá)到58～62mPa·s，可有效減少粉塵危害。
具體實施方式
首先稱取200～300g新鮮木槿葉，用去離子水洗滌3～5次后，將木槿葉和400～500mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為95%乙醇溶液一同加入到打漿機中，打漿10～20min，并過80～100目篩，去除難以過篩的纖維組織，得到木槿漿；將木槿漿置于離心機中，在5000～6000r/min下離心10～15min，棄去溶液，得到沉淀，并將沉淀用無水乙醇洗滌2～3次，將洗滌后的沉淀置于烘箱中，在80～90℃下干燥至含水率為5～10%，得到木槿植物膠，備用；按重量份數(shù)計，稱取15～20份甘露醇、3～5份蛋白胨、8～12份酵母膏和6～8份瓊脂和70～80份去離子水，加入到培養(yǎng)皿中，攪拌混合1～2min后，再加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%檸檬酸溶液，調(diào)節(jié)pH為6.5～6.8，形成培養(yǎng)基，并將其置于滅菌罐中，在90～100℃下滅菌10～15min，得到木醋桿菌培養(yǎng)基；將上述木醋桿菌培養(yǎng)基轉(zhuǎn)移至發(fā)酵罐中，再按8～10%的接種量將木醋桿菌接種到發(fā)酵罐中，在25～35℃下發(fā)酵6～7天，發(fā)酵結(jié)束，用鑷子將發(fā)酵液表面的凝膠狀細(xì)菌纖維素取出，并用去離子水清洗3～5次后，放入燒杯中，再加入400～500mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%氫氧化鈉溶液，并對其進行加熱至85～95℃，保溫40～50min，去除殘余菌體，再用去離子水沖洗至中性，得到細(xì)菌纖維素；將上述細(xì)菌纖維素置于冷凍干燥機中，在-35～-25℃下干燥5～6h，得到干燥細(xì)菌纖維素，并置于粉碎機中粉碎，過100～120目篩，收集過篩物，得到細(xì)菌纖維素粉末；按重量份數(shù)計，稱取30～40份上述細(xì)菌纖維素粉末、10～15份備用的木槿植物膠、1～3份N,N-亞甲基雙丙烯酰胺、1～3份十二烷基苯磺酸鈉和100～110份去離子水，加入到燒瓶中，并置于水浴鍋中，在60～70℃下攪拌反應(yīng)40～50min后，停止加熱，出料，待物料自然冷卻至室溫，即可得到環(huán)保型可降解抑塵劑。
實例1
首先稱取200g新鮮木槿葉，用去離子水洗滌3次后，將木槿葉和500mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為95%乙醇溶液一同加入到打漿機中，打漿10min，并過100目篩，去除難以過篩的纖維組織，得到木槿漿；將木槿漿置于離心機中，在5000r/min下離心10min，棄去溶液，得到沉淀，并將沉淀用無水乙醇洗滌2次，將洗滌后的沉淀置于烘箱中，在80℃下干燥至含水率為5%，得到木槿植物膠，備用；按重量份數(shù)計，稱取15份甘露醇、3份蛋白胨、8份酵母膏和6份瓊脂和70份去離子水，加入到培養(yǎng)皿中，攪拌混合1min后，再加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%檸檬酸溶液，調(diào)節(jié)pH為6.5，形成培養(yǎng)基，并將其置于滅菌罐中，在90℃下滅菌10min，得到木醋桿菌培養(yǎng)基；將上述木醋桿菌培養(yǎng)基轉(zhuǎn)移至發(fā)酵罐中，再按8%的接種量將木醋桿菌接種到發(fā)酵罐中，在25℃下發(fā)酵6天，發(fā)酵結(jié)束，用鑷子將發(fā)酵液表面的凝膠狀細(xì)菌纖維素取出，并用去離子水清洗3次后，放入燒杯中，再加入400mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%氫氧化鈉溶液，并對其進行加熱至85℃，保溫40min，去除殘余菌體，再用去離子水沖洗至中性，得到細(xì)菌纖維素；將上述細(xì)菌纖維素置于冷凍干燥機中，在-35℃下干燥5h，得到干燥細(xì)菌纖維素，并置于粉碎機中粉碎，過100目篩，收集過篩物，得到細(xì)菌纖維素粉末；按重量份數(shù)計，稱取30份上述細(xì)菌纖維素粉末、10份備用的木槿植物膠、1份N,N-亞甲基雙丙烯酰胺、1份十二烷基苯磺酸鈉和100份去離子水，加入到燒瓶中，并置于水浴鍋中，在60℃下攪拌反應(yīng)40min后，停止加熱，出料，待物料自然冷卻至室溫，即可得到環(huán)保型可降解抑塵劑。
將本發(fā)明制備的環(huán)保型可降解抑塵劑與水按質(zhì)量比1：3進行混合后，裝入噴霧器內(nèi)，均勻的噴灑到煤礦堆上，控制噴灑量為1.8kg/m2。經(jīng)檢測，本發(fā)明制備的抑塵劑粘度可達(dá)58mPa·s，保濕時間可達(dá)4天，比經(jīng)本發(fā)明抑塵劑噴灑后的煤礦堆礦灰顆粒損失率為0.5g/m2，抑塵效率達(dá)到99.5%，并且可抗20m/s的風(fēng)吹，20天后檢測，抑塵劑的含量為0.18%。
實例2
首先稱取260g新鮮木槿葉，用去離子水洗滌4次后，將木槿葉和450mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為95%乙醇溶液一同加入到打漿機中，打漿15min，并過90目篩，去除難以過篩的纖維組織，得到木槿漿；將木槿漿置于離心機中，在5500r/min下離心13min，棄去溶液，得到沉淀，并將沉淀用無水乙醇洗滌2次，將洗滌后的沉淀置于烘箱中，在85℃下干燥至含水率為8%，得到木槿植物膠，備用；按重量份數(shù)計，稱取18份甘露醇、4份蛋白胨、10份酵母膏和7份瓊脂和75份去離子水，加入到培養(yǎng)皿中，攪拌混合1min后，再加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%檸檬酸溶液，調(diào)節(jié)pH為6.6，形成培養(yǎng)基，并將其置于滅菌罐中，在95℃下滅菌13min，得到木醋桿菌培養(yǎng)基；將上述木醋桿菌培養(yǎng)基轉(zhuǎn)移至發(fā)酵罐中，再按9%的接種量將木醋桿菌接種到發(fā)酵罐中，在30℃下發(fā)酵6天，發(fā)酵結(jié)束，用鑷子將發(fā)酵液表面的凝膠狀細(xì)菌纖維素取出，并用去離子水清洗4次后，放入燒杯中，再加入450mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%氫氧化鈉溶液，并對其進行加熱至90℃，保溫45min，去除殘余菌體，再用去離子水沖洗至中性，得到細(xì)菌纖維素；將上述細(xì)菌纖維素置于冷凍干燥機中，在-30℃下干燥5h，得到干燥細(xì)菌纖維素，并置于粉碎機中粉碎，過110目篩，收集過篩物，得到細(xì)菌纖維素粉末；按重量份數(shù)計，稱取35份上述細(xì)菌纖維素粉末、13份備用的木槿植物膠、2份N,N-亞甲基雙丙烯酰胺、2份十二烷基苯磺酸鈉和105份去離子水，加入到燒瓶中，并置于水浴鍋中，在65℃下攪拌反應(yīng)45min后，停止加熱，出料，待物料自然冷卻至室溫，即可得到環(huán)保型可降解抑塵劑。
將本發(fā)明制備的環(huán)保型可降解抑塵劑與水按質(zhì)量比1：4進行混合后，裝入噴霧器內(nèi)，均勻的噴灑到煤礦堆上，控制噴灑量為2.2kg/m2。經(jīng)檢測，本發(fā)明制備的抑塵劑粘度可達(dá)60mPa·s，保濕時間可達(dá)4天，比經(jīng)本發(fā)明抑塵劑噴灑后的煤礦堆礦灰顆粒損失率為0.6g/m2，抑塵效率達(dá)到99.6%，并且可抗20m/s的風(fēng)吹，23天后檢測，抑塵劑的含量為0.13%。
實例3
首先稱取300g新鮮木槿葉，用去離子水洗滌5次后，將木槿葉和500mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為95%乙醇溶液一同加入到打漿機中，打漿20min，并過100目篩，去除難以過篩的纖維組織，得到木槿漿；將木槿漿置于離心機中，在6000r/min下離心15min，棄去溶液，得到沉淀，并將沉淀用無水乙醇洗滌3次，將洗滌后的沉淀置于烘箱中，在90℃下干燥至含水率為10%，得到木槿植物膠，備用；按重量份數(shù)計，稱取20份甘露醇、5份蛋白胨、12份酵母膏和8份瓊脂和80份去離子水，加入到培養(yǎng)皿中，攪拌混合1～2min后，再加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%檸檬酸溶液，調(diào)節(jié)pH為6.8，形成培養(yǎng)基，并將其置于滅菌罐中，在100℃下滅菌15min，得到木醋桿菌培養(yǎng)基；將上述木醋桿菌培養(yǎng)基轉(zhuǎn)移至發(fā)酵罐中，再按10%的接種量將木醋桿菌接種到發(fā)酵罐中，在35℃下發(fā)酵7天，發(fā)酵結(jié)束，用鑷子將發(fā)酵液表面的凝膠狀細(xì)菌纖維素取出，并用去離子水清洗5次后，放入燒杯中，再加入500mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%氫氧化鈉溶液，并對其進行加熱至95℃，保溫50min，去除殘余菌體，再用去離子水沖洗至中性，得到細(xì)菌纖維素；將上述細(xì)菌纖維素置于冷凍干燥機中，在-25℃下干燥6h，得到干燥細(xì)菌纖維素，并置于粉碎機中粉碎，過120目篩，收集過篩物，得到細(xì)菌纖維素粉末；按重量份數(shù)計，稱取40份上述細(xì)菌纖維素粉末、15份備用的木槿植物膠、3份N,N-亞甲基雙丙烯酰胺、3份十二烷基苯磺酸鈉和110份去離子水，加入到燒瓶中，并置于水浴鍋中，在70℃下攪拌反應(yīng)50min后，停止加熱，出料，待物料自然冷卻至室溫，即可得到環(huán)保型可降解抑塵劑。
將本發(fā)明制備的環(huán)保型可降解抑塵劑與水按質(zhì)量比1：5進行混合后，裝入噴霧器內(nèi)，均勻的噴灑到煤礦堆上，控制噴灑量為2.5kg/m2。經(jīng)檢測，本發(fā)明制備的抑塵劑粘度可達(dá)62mPa·s，保濕時間可達(dá)5天，比經(jīng)本發(fā)明抑塵劑噴灑后的煤礦堆礦灰顆粒損失率為0.5g/m2，抑塵效率達(dá)到99.8%，并且可抗20m/s的風(fēng)吹， 25天后檢測，抑塵劑的含量為0.08%。