[發明專利]一種生物吸附劑的制備方法以及生物吸附劑的應用

在審

• 申請號: 201510036073.0
• 申請日: 2015-01-23
• 公開（公告）號: CN104587975A
• 公開（公告）日: 2015-05-06
• 發明（設計）人: 漆亞瑢;王欣;易煒林;成家楊
• 申請（專利權）人: 北京大學深圳研究生院
• 主分類號: B01J20/24
• 分類號: B01J20/24;B01J20/30;B01J20/34;C02F1/28;C02F1/62
• 代理公司: 深圳市銘粵知識產權代理有限公司 44304
• 代理人: 孫偉峰

技術領域

本發明涉及重金屬污染治理方法領域，尤其是一種天然生物吸附劑及使用該生物吸附劑處理重金屬離子的應用。

背景技術

我國重金屬污染問題嚴重，亟需高性能、低成本的重金屬離子(Pb²⁺、Cu²⁺及Cd²⁺等)吸附材料。海洋硅藻表面具有大量的微孔結構，且含有豐富的藻多糖、蛋白類等物質，十分利于重金屬離子的吸附。且海洋硅藻具有生長速度快、生長周期短、生物質含量高等特點，對培養條件的耐受范圍也較廣。人們希望利用海洋資源獲得一種性能優異的生物吸附劑，處理重金屬離子的污染問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種高效的天然生物吸附劑，及利用其對重金屬離子(Pb²⁺、Cu²⁺及Cd²⁺)進行處理的方法，獲得高效的重金屬離子去除性能。

這種生物吸附劑的制備方法，包括如下步驟：

步驟一：在海水培養基中引入硅藻源，環境溫度下曝氣培養至穩定生長期獲得硅藻液；

步驟二：對所述硅藻液體進行離心處理，獲得硅藻濃縮液；

步驟三：干燥所述硅藻濃縮液，獲得硅藻干粉。

進一步地，所述海水培養基為在天然海水中加入人工海水營養劑。

進一步地，所述硅藻源為單離的硅藻綱藻種；或在海水培養基中環境溫度下曝氣培養至穩定生長期獲得的混和硅藻藻種。

進一步地，所述硅藻為角毛藻、海鏈藻及菱形藻中至少一種。

本發明還提供利用這種生物吸附劑處理重金屬離子的方法，包括如下步驟：采用所述硅藻干粉加入重金屬離子溶液中，室溫下震蕩吸附24h以上，使所述硅藻干粉吸附重金屬離子并達到飽和，其中，所述重金屬離子溶液的pH值為3～6。

優選地，所述硅藻為角毛藻、海鏈藻及菱形藻中至少一種。

優選地，所述硅藻干粉的質量與所述重金屬離子的質量之比大于4

優選地，還包括解析附步驟：將吸附有重金屬離子的硅藻離心分離，干燥后獲得重金屬-硅藻干粉；將所述重金屬-硅藻干粉加入至鹽酸中，室溫下震蕩24～48h；其中，所述重金屬-硅藻干粉與鹽酸的質量體積比為1～5g:1L。

優選地，所述重金屬離子溶液中含有Pb²⁺、Cu²⁺或Cd²⁺至少一種。

有益效果：本發明中所使用的海洋硅藻作為海洋主要的初級生產力，具有資源豐富、分布廣泛的特點，是近海的優勢類群。本發明所獲得的硅藻干粉來處理重金屬離子(Pb²⁺、Cu²⁺及Cd²⁺)，可以獲得較高的吸附容量，高吸附效率，并且低成本，可循環多次利用，其吸附性能大大優于常見的生物吸附劑，具有廣闊的應用前景。

具體實施方式

本發明利用豐富的海洋資源，從中培養出硅藻作為生物吸附劑，用于吸附處理重金屬離子。下面結合實例對本發明做進一步描述。

實施例1

一種生物吸附劑的制備方法，包括如下步驟：

步驟一：在海水培養基中引入硅藻源，環境溫度下曝氣培養至穩定生長期獲得硅藻液。

(1)培養基。本實施例從深圳灣沿海水域采集海水，首先以經過砂濾的天然海水作為培養溶劑，各營養鹽按照人工海水營養劑(又稱為f/2培養基，具體組分參見表1～表3)添加入天然海水中制成海水培養基。

(2)獲得硅藻源。本實施例是以f/2培養液，在環境溫度下(20～30℃)培養至穩定生長期獲得的優勢硅藻混合種為藻種來源。然后將獲得的硅藻源引入至海水培養基中，環境溫度下曝氣培養至穩定生長期后獲得硅藻液。其中，本領域技術人員熟知，穩定生長期是指細胞的分裂與衰亡到達一相對穩定的時間，可通過細胞密度曲線來表征。即每日監控硅藻的細胞密度，并用天數對細胞密度值作圖，當觀察到細胞密度隨培養天數趨于恒定或變化不明顯，可判斷為硅藻的生長培養進行穩定生長期。

表1.f/2培養基配方