[發明專利]一種砷吸附材料的制備及其復性回用方法

有效

• 申請號: 201610587425.6
• 申請日: 2016-07-25
• 公開（公告）號: CN106622099B
• 公開（公告）日: 2019-03-22
• 發明（設計）人: 陳朋;王寧波;王一青;李素岳;路廣通
• 申請（專利權）人: 蘭州大學
• 主分類號: B01J20/06
• 分類號: B01J20/06;B01J20/30;B01J20/34;C02F1/28;C02F1/58
• 代理公司: 蘭州中科華西專利代理有限公司 62002
• 代理人: 李艷華

技術領域

本發明涉及環境科學領域，尤其涉及一種砷吸附材料的制備及其復性回用方法。

背景技術

施威特曼石，其化學式可表示為Fe₈O₈(OH)_8-2x(SO₄)_x，是一種結晶度較差的次生輕基硫酸鹽高鐵礦物。該礦物形成與嗜酸菌的作用密切相關，同時大量研究表明，施威特曼石對重(類)金屬離子有吸附及共沉淀作用，能促使一些有毒元素自然鈍化。施威特曼石結構內的SO₄^2-是以二齒雙核形式與Fe配位殼層進行絡合，同時礦物表面吸附有大量對其結構起穩定作用的SO₄^2-，因此與Fe配位能力更強的陰離子，如：AsO₄^3-，可取代SO₄^2-。施威特曼石這種特性，使其環境科學領域具有重要的應用前景。

自然界中存在的極端嗜酸微生物——嗜酸氧化亞鐵硫桿菌(Acidithiobacillus ferrooxidans)與黃鐵礦的微生物氧化作用密切相關，施威特曼石是該菌的代謝產物之一。通過微生物轉化法，可以得到高比表面積、介孔構造、顆粒均一、分散性好的施威特曼石材料。同時使用生物法制備新材料和生物復性的方法進行再生，具有環境友好，安全性高，無二次污染，成本低等優點，成為一種具有極大應用潛力的含砷水處理技術。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種快捷、簡便、環保的砷吸附材料的制備。

本發明所要解決的另一個技術問題是提供該砷吸附材料的復性回用方法。

為解決上述問題，本發明所述的一種砷吸附材料的制備方法，包括以下步驟：

⑴將a液與b液按7：3的體積比混合，即得種子培養基；其中

所述a液是指將硫酸銨3.00g、氯化鉀0.10g、磷酸氫二鉀0.50g、硫酸鎂0.50g、硝酸鈣0.01g溶解于700mL蒸餾水中，并用濃硫酸調整pH值至1.5~1.9所得的溶液；

所述b液是指硫酸亞鐵44.70g溶解于300mL蒸餾水中所得的溶液；

⑵將A液與B液按7：3的體積比混合，即得生物轉化培養基；其中

所述A液是指硫酸銨3.00g、氯化鉀0.10~0.20g、磷酸氫二鉀0.50~1.00g、硫酸鎂0.50g、硝酸鈣0.01g溶解于700mL蒸餾水中，并用濃硫酸調整pH值至1.9~2.9后加入0.20~5.00g殼聚糖攪拌使其溶解所得的溶液；

所述B液是指硫酸亞鐵50.00~100.00g溶解于300mL蒸餾水中所得的溶液；

⑶將0.10~2.00g納米ZrO₂與0.10~3.00g十二烷基苯磺酸鈉混合后，加入100mL去離子水，在20~40℃下攪拌4~8h后，得到沉淀物，該沉淀物經無水乙醇清洗后，于50~60℃下烘干，即得備用固體；

⑷在1.00~2.00g瓊脂糖中加入100mL蒸餾水，煮沸使其溶解，待降溫至50~60℃時，即得軟瓊脂糖培養基；

⑸將在0℃下保存的穩定期嗜酸氧化亞鐵硫桿菌DLC-5（Acidithiobacillus ferrooxidans DLC-5）菌液按7：3的體積比與所述軟瓊脂糖培養基混合，常溫凝固，即得氧化亞鐵硫桿菌DLC-5菌種，該氧化亞鐵硫桿菌DLC-5菌種保存在2~4℃；

所述嗜酸氧化亞鐵硫桿菌DLC-5在中國典型培養物保藏中心的保藏編號為CCTCC NO：M 2014362（保藏單位地址：中國.武漢.武漢大學；保藏日期：2014年07月28日）；

⑹菌種活化：將所述氧化亞鐵硫桿菌DLC-5菌種按8~12%的接種量接種至裝有含有所述種子培養基的搖瓶中，并置于恒溫振蕩器上，在25~35℃條件下以100~200 r/min的速率進行振蕩培養60~84h，即得菌種活化液；所述種子培養基在所述搖瓶中的裝瓶量為40~60%；

⑺生物轉化：將所述菌種活化液按15~25%的接種量接種至含有所述生物轉化培養基的搖瓶中，并置于恒溫振蕩器上，在25~35℃條件下以100~200 r/min的速率進行振蕩培養30~50h，即得培養液；所述生物轉化培養基在所述搖瓶中的裝瓶量為40~60%；