專利名稱：一種用于果蔬保鮮的復(fù)合材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種復(fù)合材料及其制備方法，具體涉及一種用于果蔬保鮮的復(fù)合材料 及其制備方法。
背景技術(shù)：
隨著人民生活質(zhì)量的逐步提高，人們對新鮮果蔬的需求量也在逐漸加大。從采摘、 運(yùn)輸、銷售到食用過程中的果蔬保鮮成了當(dāng)下一個急需解決的民生問題。果蔬自身釋放的 乙烯是促使果蔬后熟并發(fā)生腐爛變質(zhì)的最根本原因。因此，成本低廉、安全無毒、保鮮效果 優(yōu)異的乙烯吸附材料具有非常廣闊的應(yīng)用前景。
目前人們常用的果蔬保鮮方法有通風(fēng)換氣法、氧化劑氧化法、催化氧化法、物理 吸附法等，其工作原理是降低果蔬儲存場所的乙烯濃度。通風(fēng)換氣法是利用機(jī)械的方法置 換掉果蔬存儲環(huán)境中的高濃度乙烯氣體，劉同益等人發(fā)明了一種換氣式真空減壓箱(申請 號200820115741. 4)，可以有效的減緩果蔬品后熟期的提前及有氧菌和酶的生長速度，延 長果蔬品的保鮮期。氧化劑氧化法主要是利用高錳酸鉀和臭氧等強(qiáng)氧化劑氧化脫除果蔬 釋放的乙烯氣體?？追泊旱壤贸粞醯膹?qiáng)氧化性氧化去除果蔬釋放的乙烯(食品與機(jī)械， 2003，24力6)，有效抑制了果蔬的呼吸作用，延長了果蔬保鮮期。但是本方法所采用的臭氧、 高錳酸鉀等氧化劑會對果蔬造成輕微的污染，不適合大規(guī)模應(yīng)用。催化氧化法有高溫催化 氧化法和二氧化鈦光催化氧化法，王依全等人采用催化技術(shù)設(shè)計了一種可以去除氣調(diào)庫中 乙烯氣體的玻璃管光催化反應(yīng)器(農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2006，9，1M-127)，對乙烯氣體表現(xiàn)出很 好的催化氧化作用；但是本方法的條件苛刻以及催化劑的成本比較高。物理吸附法常用的 吸附劑有活性炭、硅藻土、硅膠、膨潤土、沸石等具有高比表面積的材料，這些材料吸附乙烯 后往往會發(fā)生可逆的脫附過程，保鮮效果不佳。因此，需要尋找一種對乙烯的吸附效果好、 吸附容量大、安全無毒以及制備工藝簡單且適合大規(guī)模生產(chǎn)的果蔬保鮮材料。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用于果蔬保鮮的復(fù)合材料及其制備方法。
本發(fā)明提供的用于果蔬保鮮的復(fù)合材料，由焦磷酸和納米多孔材料組成；所述焦 磷酸占所述復(fù)合材料的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為-30%。
上述復(fù)合材料中，所述焦磷酸占所述復(fù)合材料的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)具體可為1%、4%、 5%、8%、10%、14%、20%、25% 或 30%。
上述復(fù)合材料中，所述納米多孔材料可為硅膠、分子篩、活性炭、硅藻土、介孔鋁和 介孔硅中至少一種。
上述復(fù)合材料中，所述納米多孔材料的粒徑為lmm-3mm。
本發(fā)明提供了上述復(fù)合材料的制備方法，是將所述納米多孔材料浸漬在磷酸溶液 中，然后抽濾得濾餅；將所述濾餅干燥后進(jìn)行焙燒即得所述復(fù)合材料。
上述制備方法中，所述磷酸溶液的溶劑可為水或乙醇；所述磷酸溶液中磷酸的質(zhì)量百分含量可為 -80% ；具體可為 -60%、1% _40%、1% _20%、1%、20%、30%、 40%、60%或 80%。
上述制備方法中，所述浸漬的時間可為10分鐘。
上述制備方法中，所述干燥的溫度可為20 °C _120°C，具體可為20°C _100°C、 20°C -80°c、20°c、8(rc、10(rc或120°C ；所述干燥的時間可為2小時-60小時，具體可為2 小時-24小時、2小時、24小時或60小時。
上述制備方法中，所述焙燒在惰性氣體下進(jìn)行，如氮氣。
上述制備方法中，所述焙燒的溫度可為120°C -350°C，具體可為120°C _250°C、 1201、2001、2501、3001或3501；所述焙燒的時間可為1小時-10小時，具體可為1小 時-5小時、1小時、5小時或10小時。
本發(fā)明提供的復(fù)合材料對乙烯氣體具有很高的吸附容量，從而具有很好的果蔬保 鮮效果，且安全無毒，對環(huán)境友好，是一類非常有潛力的果蔬保鮮劑。本發(fā)明提供的復(fù)合材 料的制備方法簡單、原料廉價易得、適合大規(guī)模生產(chǎn)。
具體實施方式
下述實施例中所使用的實驗方法如無特殊說明，均為常規(guī)方法。
下述實施例中所用的材料、試劑等，如無特殊說明，均可從商業(yè)途徑得到。
本發(fā)明下述實施例中所用的活性炭、硅膠、分子篩、硅藻土、介孔鋁和介孔硅的粒 徑均為l_3mm之間，均購自國藥集團(tuán)化學(xué)試劑北京有限公司。
實施例1、復(fù)合材料的制備
配置IOOOmL磷酸的質(zhì)量百分含量為40%的磷酸水溶液，然后將IKg活性炭浸漬在 該磷酸水溶液中，吸附10分鐘后，抽濾，將濾餅置于100°c下干燥M小時，然后在氮氣環(huán)境 中200°C條件下灼燒5小時，自然冷卻即可將焦磷酸均勻負(fù)載于活性炭孔道內(nèi)壁上，得到負(fù) 載焦磷酸的焦磷酸-活性炭復(fù)合材料，焦磷酸占該復(fù)合材料的質(zhì)量百分含量為10%。
實施例2、復(fù)合材料的制備
配置IOOOmL磷酸的質(zhì)量百分含量為30%的磷酸乙醇溶液，然后將IKg活性炭浸漬 在該磷酸乙醇溶液中，吸附10分鐘后，抽濾，20°C下干燥60小時，然后在氮氣環(huán)境中250°C 條件下灼燒10小時，自然冷卻即可將焦磷酸均勻負(fù)載于活性炭孔道內(nèi)壁上，得到負(fù)載焦磷 酸的焦磷酸-活性炭復(fù)合材料，焦磷酸占該復(fù)合材料的質(zhì)量百分含量為5%。
實施例3、復(fù)合材料的制備
配置500mL磷酸的質(zhì)量百分含量為20%的磷酸水溶液，然后將0. 5Kg硅膠浸漬在 該磷酸水溶液中，吸附10分鐘后，抽濾，80°C下干燥60小時，然后在氮氣環(huán)境中300°C條件 下灼燒10小時，自然冷卻即可將焦磷酸均勻負(fù)載于硅膠孔道內(nèi)壁上，得到負(fù)載焦磷酸的焦 磷酸-硅膠復(fù)合材料，焦磷酸占該復(fù)合材料的質(zhì)量百分含量為4%。
實施例4、復(fù)合材料的制備
配置200mL磷酸的質(zhì)量百分含量為40%的磷酸水溶液，然后將0. IKg分子篩浸漬 在該磷酸水溶液中，吸附10分鐘后，抽濾，120°C下干燥2小時，然后在氮氣環(huán)境中300°C條 件下灼燒1小時，自然冷卻即可將焦磷酸均勻負(fù)載于分子篩孔道內(nèi)壁上，得到負(fù)載焦磷酸 的焦磷酸-分子篩復(fù)合材料，焦磷酸占該復(fù)合材料的質(zhì)量百分含量為14%。
實施例5、復(fù)合材料的制備
配置IOOOmL磷酸的質(zhì)量百分含量為30%的磷酸水溶液，然后將IKg硅藻土浸漬在 該磷酸水溶液中，吸附10分鐘后，抽濾，100°C下干燥M小時，然后在氮氣環(huán)境中350°C條件 下灼燒5小時，自然冷卻即可將焦磷酸均勻負(fù)載于硅藻土孔道內(nèi)壁上，得到負(fù)載焦磷酸的 焦磷酸-硅藻土復(fù)合材料，焦磷酸占該復(fù)合材料的質(zhì)量百分含量為8%。
實施例6、復(fù)合材料的制備
配置IOOOmL磷酸的質(zhì)量百分含量為20%的磷酸水溶液，然后將IKg介孔鋁浸漬在 該磷酸水溶液中，吸附10分鐘后，抽濾，100°C下干燥M小時，然后在氮氣環(huán)境中300°C條件 下灼燒5小時，自然冷卻即可將焦磷酸均勻負(fù)載于介孔鋁孔道內(nèi)壁上，得到負(fù)載焦磷酸的 焦磷酸-介孔鋁復(fù)合材料，焦磷酸占該復(fù)合材料的質(zhì)量百分含量為5%。
實施例7、復(fù)合材料的制備
配置IOOOmL磷酸的質(zhì)量百分含量為40%的磷酸水溶液，然后將IKg介孔硅浸漬在 該磷酸水溶液中，吸附10分鐘后，抽濾，100°C下干燥M小時，然后在氮氣環(huán)境中300°C條件 下灼燒1小時，自然冷卻即可將焦磷酸均勻負(fù)載于介孔硅孔道內(nèi)壁上，得到負(fù)載焦磷酸的 焦磷酸-介孔硅復(fù)合材料，焦磷酸占該復(fù)合材料的質(zhì)量百分含量為20%。
實施例8、復(fù)合材料的制備
配置IOOOmL磷酸的質(zhì)量百分含量為1 %的磷酸水溶液，然后將IKg活性炭浸漬在 該磷酸水溶液中，吸附10分鐘后，抽濾，100°C下干燥M小時，然后在氮氣環(huán)境中120°C條件 下灼燒10小時，自然冷卻即可將焦磷酸均勻負(fù)載于活性炭孔道內(nèi)壁上，得到負(fù)載焦磷酸的 焦磷酸-活性炭復(fù)合材料，焦磷酸占該復(fù)合材料的質(zhì)量百分含量為1 %。
實施例9、復(fù)合材料的制備
配置IOOOmL磷酸的質(zhì)量百分含量為60%的磷酸水溶液，然后將IKg活性炭浸漬在 該磷酸水溶液中，吸附10分鐘后，抽濾，100°C下干燥M小時，然后在氮氣環(huán)境中300°C條件 下灼燒10小時，自然冷卻即可將焦磷酸均勻負(fù)載于活性炭孔道內(nèi)壁上，得到負(fù)載焦磷酸的 焦磷酸-活性炭復(fù)合材料，焦磷酸占該復(fù)合材料的質(zhì)量百分含量為25%。
實施例10、復(fù)合材料的制備
配置IOOOmL磷酸的質(zhì)量百分含量為80%的磷酸水溶液，然后將IKg活性炭浸漬在 該磷酸水溶液中，吸附10分鐘后，抽濾，100°C下干燥M小時，然后在氮氣環(huán)境中350°C條件 下灼燒10小時，自然冷卻即可將焦磷酸均勻負(fù)載于活性炭孔道內(nèi)壁上，得到負(fù)載焦磷酸的 焦磷酸-活性炭復(fù)合材料，焦磷酸占該復(fù)合材料的質(zhì)量百分含量為30%。
實施例11、實施例1-10制備的復(fù)合材料吸收空氣中微量乙烯氣體的應(yīng)用
本實施例中復(fù)合材料吸收空氣中微量乙烯氣體是通過如下方法進(jìn)行測試的取 0. I-IOg上述復(fù)合材料，置于IOOOmL裝有乙烯含量為100ppm-5000ppm的乙烯-空氣混合 氣(氣壓為Iatm)的密封容器中，用微量進(jìn)樣器在不同吸附時間抽取IOOyL的混合氣，并 用氣相色譜儀分析混合氣中的乙烯含量。所用氣相色譜儀為Agilent 6890N，毛細(xì)管色譜柱 為DB-5，檢測器為FID。氣相色譜的分析條件為進(jìn)樣口溫度150°C，柱箱溫度50°C，檢測 器溫度200°C，載氣為氮氣，載氣流速lmL/min。
實施例1-10的復(fù)合材料的取樣量分別為0. lg、0. 5g、5. 0g、10. 0g、0. 5g、0. 5g、 0. lg、5.0g、1.0g和1. 0g;然后利用上述方法進(jìn)行吸附乙烯氣體的性能測試。實驗結(jié)果如5表1所示，分別記錄在開始吸附時、吸附0. 5小時和吸附5. 0小時的封閉容器中乙烯的含量 (ppm)。
表1實施例1-10的復(fù)合材料吸附乙烯氣體的結(jié)果
權(quán)利要求
1.一種用于果蔬保鮮的復(fù)合材料，由焦磷酸和納米多孔材料組成；所述焦磷酸占所述 復(fù)合材料的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為-30%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合材料，其特征在于所述納米多孔材料為硅膠、分子篩、 活性炭、硅藻土、介孔鋁和介孔硅中至少一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的復(fù)合材料，其特征在于所述復(fù)合材料按照權(quán)利要求4-9 中任一所述方法制備。
4.權(quán)利要求1-3任一所述復(fù)合材料的制備方法，是將所述納米多孔材料浸漬在磷酸溶 液中，然后抽濾得濾餅；將所述濾餅干燥后進(jìn)行焙燒即得所述復(fù)合材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于所述磷酸溶液的溶劑為水或乙醇；所 述磷酸溶液中磷酸的質(zhì)量百分含量為_80%。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的制備方法，其特征在于所述浸漬的時間為10分鐘。
7.根據(jù)權(quán)利要求4-6中任一所述的制備方法，其特征在于所述干燥的溫度為 200C -120°C ；所述干燥的時間為2小時-60小時。
8.根據(jù)權(quán)利要求4-7中任一所述的制備方法，其特征在于所述焙燒在惰性氣體下進(jìn)行。
9.根據(jù)權(quán)利要求4-8中任一所述的制備方法，其特征在于所述焙燒的溫度為 1200C -3500C ；所述焙燒的時間為1小時-10小時。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于果蔬保鮮的復(fù)合材料及其制備方法。該復(fù)合材料由焦磷酸和多孔材料組成；所述焦磷酸占所述復(fù)合材料的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為1％-30％。該復(fù)合材料的制備方法是將所述納米多孔材料浸漬在磷酸溶液中，然后抽濾得濾餅；將所述濾餅干燥后進(jìn)行焙燒即得所述復(fù)合材料。本發(fā)明提供的復(fù)合材料對乙烯氣體具有很高的吸附容量，從而具有很好的果蔬保鮮效果，且安全無毒，對環(huán)境友好，是一類非常有潛力的果蔬保鮮劑。本發(fā)明提供的復(fù)合材料的制備方法簡單、原料廉價易得、適合大規(guī)模生產(chǎn)。
文檔編號A23B7/157GK102028024SQ20101053287
公開日2011年4月27日 申請日期2010年11月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月2日
發(fā)明者萬立駿, 宋衛(wèi)國, 張樂生, 李萍, 牛芳 申請人:中國科學(xué)院化學(xué)研究所