[發明專利]一種菌絲/納米顆粒復合球材料的制備方法

有效

• 申請號: 201510164047.6
• 申請日: 2015-04-09
• 公開（公告）號: CN104785216B
• 公開（公告）日: 2017-06-30
• 發明（設計）人: 竹文坤;段濤;姚衛棠;周建;羅學剛
• 申請（專利權）人: 西南科技大學
• 主分類號: B01J20/24
• 分類號: B01J20/24;B01J20/30;B01J31/02;C01B3/02;C02F3/34;G21F9/18;C02F101/30;C02F101/34
• 代理公司: 成都蓉信三星專利事務所(普通合伙)51106
• 代理人: 劉克勤

技術領域

本發明屬于有機-無機納米復合材料的制備，涉及一種菌絲/納米顆粒復合球材料的制備方法。本發明制備的菌絲/納米顆粒復合球材料主要適用于工業催化、廢水處理、生物醫藥等領域。

背景技術

納米材料由于其相對于傳統材料擁有諸多的優秀特性，已經在物理、化學、材料、生物等多學科中被給予重視，而以往的納米材料由于顆粒尺寸小，致使回收利用的技術較難，從而導致使用成本的增加，限制了其大規模的應用。為了解決這個問題，必須對其進行復合，通過將納米顆粒負載到載體，解決納米材料回收利用的問題。

近年來，隨著工業生產和城市現代化水平發展，采礦、選礦、冶煉、電鍍、化工、制革和造紙等工業的迅速發展，這些行業產生的含鉛、汞、鎘、鉻、鎳、銅、鋅等重金屬的廢水排放到自然界，對重金屬廢水的治理顯得尤為重要；因此，研究開發高效、成本低廉、易再生、可降解的工業廢水處理新型生物材料是當前環境友好材料及環境治理研究的熱點之一。

核廢物主要產生于核工業廠礦和核電站，以固態、液態和氣態形式存在,其物理和化學特性、放射性濃度或活度、半衰期和毒性可能差別很大。核廢物與其他廢物及其他有毒、有害物質有兩大不同：(1)核廢物中放射性的危害作用不能通過化學、物理或生物的方法來消除,而只能通過其自身固有的衰變規律降低其放射性水平，最后達到無害化。(2)核廢物中的放射性核素不斷地發出射線，有各種靈敏的儀器可進行探測,所以容易發現它的存在和容易判斷其危害程度。基于以上原因，對于核廢物的處理多采用吸附手段。目前，用于吸附放射性核素的材料制種類多種多樣，如沸石、改性碳納米管、碳纖維、活性炭等，但仍存在吸附材料不易量產、價格昂貴，吸附性能不理想，吸附過程耗時較長、殘留物過多、材料溶解性能不強等問題。用于工業廢水中重金屬離子的處理主要使用沸石、活性炭等吸附材料，這些材料存在許多明顯的缺點，例如：生產操作成本高、容易產生二次污染、脫附下來的污染物還需進行再次處理等。

菌絲球目前被廣泛用于廢水處理，其主要是利用真菌菌絲作為吸附劑，對污染物進行吸附去除。真菌菌絲是一種天然的生物質，富含蛋白質、多糖、脂類等物質，其分子結構內含有糖苷鍵、氫鍵等結合鍵位，也含有羥基、羧基等一些官能團。真菌菌絲作為生物質載體，-相比于化學合成材料，具有成本低，來源廣，環境友好等優點。開發利用微生物菌絲納米復合材料，對于節約能源、保護生態環境等具有重要意義。但在現有技術中，尚未見有關一種菌絲/納米顆粒復合球材料制備方法的報道。

發明內容

本發明的目的旨在克服現有技術中的不足，提供一種菌絲/納米顆粒復合球材料的制備方法；以解決納米顆粒實際應用中回收利用難的問題，采用本發明制備菌絲/納米顆粒復合球材料成本低、環境友好、易規模化生產。

本發明的內容是：一種菌絲/納米顆粒復合球材料的制備方法，其特征是包括下列步驟：

a、配制培養基：按照每100毫升液體培養基中含葡萄糖1～6克、蛋白胨0.25～1.25克、酵母粉0.25～1.25克、余量為水的原料組分和配比，取各組分原料、混合均勻、使固體物溶解，在壓力103.4千帕蒸汽壓、溫度120℃的條件下維持15～20分鐘進行滅菌，即制得滅菌后液體培養基；取容器(例如：250毫升的錐形瓶)，在每個容器中加入125毫升的滅菌后液體培養基；

b、制備復合球材料：在容器內的滅菌后液體培養基中加入濃度為每毫升溶液中含納米顆粒1～10毫克的納米顆粒水溶液4～20毫升，混合均勻，然后接入菌種0.05～0.2克，在溫度15～35℃、80～200轉/分鐘旋轉振蕩的條件下培養48～96小時，真菌菌絲生長延伸、將液體培養基中分散的納米顆粒附著其表面，菌絲纏繞、包裹，形成菌絲/納米顆粒復合球材料，過濾除去液體，固體物即為菌絲/納米顆粒復合球；將菌絲/納米顆粒復合球用質量百分比濃度為0.5％的氫氧化納水溶液(氫氧化納水溶液用量可以是能淹沒菌絲納米復合球為宜)浸泡12小時后，過濾除去液體，固體物用去離子水沖洗至中性(即pH為7)，再經冷凍干燥(較好的是在零下50℃、真空度1.3～13帕的條件下冷凍干燥48～72小時)，即制得菌絲/納米顆粒復合球材料。

本發明的內容中：步驟b中所述納米顆粒可以為納米四氧化三鐵、納米金、納米金棒、碳納米管、單層氧化石墨烯納米片、二氧化鈦納米管、單層蒙脫土納米片、碳纖維、以及納米碳化氮中的任一種。

本發明的內容中：步驟b中所述真菌菌種可以為平菇菌種、雙孢蘑菇菌種、香菇菌種、面包菇菌種、紅平菇菌種、雞腿菇菌種、草菇菌種、以及蟲草菌種等中的任一種。