[發明專利]去除水中有機物的生物納米復合材料

有效

• 申請號: 201210101544.8
• 申請日: 2012-04-09
• 公開（公告）號: CN102603083A
• 公開（公告）日: 2012-07-25
• 發明（設計）人: 韓煒;徐銘澤;陳海峰;劉娜;周亮;付成偉;丘比克·馬克西姆
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: C02F3/34
• 分類號: C02F3/34
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責任公司 22201
• 代理人: 張景林;劉喜生

技術領域

本發明屬于水凈化技術領域，具體涉及一系列以真菌為連續相基體、以納米材料為分散相的并能夠高效去除水中有機物的生物納米復合材料。

背景技術

我國目前及今后相當長一段時間內的環境問題主要是水環境問題，水環境問題又主要是有機廢水的污染問題。因此，有機廢水的治理是環保工作中極其重要的一面。食品、發酵、屠宰、皮革、造紙、制糖、橡膠、紡織、印染、農藥、焦化、石油化工等工業廢水和廢家電回收城鎮生活污水是有機廢水的主要來源，有機廢水中的絕大大部分能對人體有直接或間接、急性或慢性的致毒作用。

目前，去除廢水中有機物的水處理方法主要有：空氣吹脫法、殺菌消毒技術、碳濾技術、離子交換技術、膜分離技術、“混凝-沉淀-過濾”技術等。這些水處理技術已經能有效的控制水中的有機物含量，但存在效率低、成本高、再生困難等問題，納米材料的光催化降解技術雖然效率高，污染低，但納米材料顆粒太小，難以回收。

發明內容

本發明的目的是提供一種以真菌等微生物為連續相基體、納米材料為分散相的能夠有效去除水中有機物的生物納米復合材料。本發明利用微生物表面的活性基團與納米材料有機的整合，從而獲得能有效去除水中有機物且易于回收的生物納米復合材料。

本發明所述的生物納米復合材料，其由如下步驟制備得到：

1)將0.5～0.7g蛋白胨、0.7～0.9g葡萄糖加入到盛有40ml蒸餾水的三角瓶中，攪拌均勻，再往混合液中添加0.1～0.3g納米材料；然后將三角瓶置于超聲波清洗器中超聲15～20min，再轉入到高壓蒸汽滅菌鍋，保持溫度為121℃，滅菌20～30min，使蛋白胨與葡萄糖完全溶解于蒸餾水中，并達到消毒的目的；待混合液冷卻到70～80℃時，在無菌室內往其中添加0.1～0.2g甘油，振蕩均勻后制備得到液體培養基；

2)在無菌室內用10μl槍頭粘取菌種并將槍頭投入到上述液體培養基中，將三角瓶封口后置于恒溫振蕩培養箱培養48～72h，培養溫度為30～38℃，培養箱轉速為150～200rpm；

3)配制檸檬酸和檸檬酸鈉的混合水溶液，其中檸檬酸的質量分數為0.05～0.1％，檸檬酸鈉的質量分數為1～2％；

4)將步驟2)得到的菌體溶液用200目不銹鋼篩子分離出菌體復合材料，再用檸檬酸和檸檬酸鈉的混合水溶液清洗該復合材料至洗滌液澄清，然后將該復合材料置于高壓蒸汽滅菌鍋內滅菌20～30min；最后經過后期處理可以得到本發明所述的去除水中有機物的生物納米復合材料。

上述步驟中所述的后期處理是向復合材料中逐步添加酒精，首先使酒精在溶液中的體積分數為20～30％，15～20分鐘后使體積分數為40～50％，再經過15～20分鐘后使體積分數為75～80％；然后將復合材料放入帶有干燥劑的干燥柜中，溫度保持在40～50℃，持續5～6小時。

上述步驟中涉及的納米材料可以為金屬氧化物納米材料或者金屬氫氧化物納米材料(長度100～300nm，粒徑5～10nm)，具體的可以為TiO₂納米管、Al₂O₃納米纖維、AIOOH納米纖維、CuO納米棒等，涉及的菌種可以為黑曲霉、大毛霉、青霉菌等。

附圖說明

圖1：實施例1中所述的TiO₂/黑曲霉復合凈水材料的透射電鏡照片；

圖2：實施例2中所述的Al₂O₃/大毛霉復合凈水材料的掃描電鏡照片；

圖3：實施例3中所述的AIOOH/青霉菌復合凈水材料的掃描電鏡照片。

從兩圖中可看出，TiO₂，Al₂O₃及AIOOH納米材料都能均勻的復合在菌體表面，幾乎沒有團聚現象的存在。使納米材料與水中的重金屬離子有較大的接觸率。

具體實施方式

實施例1：由TiO₂納米管與黑曲霉制備的生物納米復合材料。

將0.5g蛋白胨、0.7g葡萄糖加入到盛有40ml蒸餾水的50ml三角瓶中，攪拌均勻；往混合液中添加0.1g?TiO₂納米管，三角瓶置于超聲波清洗器中超聲20min；三角瓶轉入到高壓蒸汽滅菌鍋內保持溫度121℃滅菌20min，使蛋白胨與葡萄糖完全溶解于蒸餾水中，并達到消毒的目的；待冷卻至70℃后，在無菌室內往其中添加0.2g甘油，振蕩均勻后即制備得到液體培養基；