[發明專利]一種酵母菌載納米零價鐵的制備方法

在審

• 申請號: 201810584754.4
• 申請日: 2018-06-08
• 公開（公告）號: CN108640206A
• 公開（公告）日: 2018-10-12
• 發明（設計）人: 石國榮;李玉路
• 申請（專利權）人: 湖南農業大學
• 主分類號: C02F1/28
• 分類號: C02F1/28;C02F1/70;B09C1/08;C02F101/22;C02F101/36
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供一種酵母菌載納米零價鐵的制備方法，涉及到酵母菌的培養、處理和納米零價鐵的制備方法。以酵母菌或經過化學處理后的改性酵母菌為載體、分散劑和穩定劑，利用酵母菌的氨基、羥基、羧基和磷酸等基團吸附可溶性Fe²⁺或Fe³⁺后，原位還原為零價鐵，利用酵母菌的雙層網狀多方法孔結構改善納米零價鐵的分散性和穩定性，利用酵母菌吸附反應中生成的Fe²⁺或Fe³⁺，阻止Fe²⁺或Fe³⁺在納米零價鐵表面上共沉淀，維持納米零價鐵的還原活性，降低應用納米零價鐵時所析出的Fe²⁺或Fe³⁺帶來的二次污染風險。制備工藝簡單、反應條件溫和，可廣泛用于去除或降解水體或土壤中的重金屬離子和有機污染物。

技術領域

本發明提供一種酵母菌載納米零價鐵的制備方法，涉及到酵母菌的培養、處理和納米零價鐵的制備方法，更進一步涉及通過該方法制備的酵母菌載納米零價鐵及其在重金屬離子去除和有機污染物降解中的應用。屬于環境功能材料制備和環境修復技術領域。

背景技術

納米零價鐵具有較強的還原能力和優良的吸附性能，被廣泛用于含鹵有機物的還原脫鹵、染料的還原脫色以及重金屬離子的去除，是一種頗具有應用潛力的污染環境修復控制材料。但納米零價鐵存在易氧化、團聚和鈍化的缺點，阻礙了其在污染物處理中的實際應用。

將納米零價鐵載在載體上，不僅能提高納米零價鐵的分散性，而且使納米零價鐵易于回收，防止二次污染。

中國發明專利ZL200910090616.1(活性碳負載納米鐵材料的制備方法及應用)采用預處理過的活性碳作為負載材料，在氬氣和超聲波的輔助下，利用活性碳多孔隙的特征使反應產生的納米零價鐵顆粒充分地分散并負載在活性碳上，得到的活性碳負載納米鐵材料可降解水體中的五氯苯酚；中國發明專利ZL201210447511.9(以蒙脫石為載體的納米零價鐵及其制備方法和應用)公開了一種在可溶性淀粉存在的乙醇介質中，以蒙脫石為載體制備納米零價鐵的方法，充分利用蒙脫石層間及表面空間減少納米零價鐵的聚合，制得的納米零價鐵活性高，穩定性好，在處理六價鉻廢水時效果顯著。

酵母菌具有多孔網狀結構及豐富的氨基、羥基、羧基和磷酸基團，是一種天然的生物吸附劑。將納米零價鐵顆粒負載到酵母菌上能在不減弱納米零價鐵活性的前提下減少納米零價鐵顆粒間的團聚，同時發揮酵母菌的吸附作用和納米鐵的還原作用，有利于污染物的富集并加快其去除反應速率。目前還未見以酵母菌為載體制備納米零價鐵的文獻報道。

發明內容

本發明的目的是針對納米零價鐵極易氧化、團聚的不足，以天然的酵母菌為載體，將納米零價鐵的強還原性與酵母菌優良的吸附性相結合，提供一種制備工藝簡單、成本低廉、環境友好、壽命長的納米零價鐵的制備方法，以及用這種方法制備的酵母菌載納米零價鐵。

本發明的技術原理是以酵母菌為載體、分散劑和穩定劑，利用酵母菌的氨基、羥基、羧基和磷酸等基團吸附可溶性Fe²⁺或Fe³⁺后，原位還原為零價鐵，利用酵母菌的雙層網狀多孔結構分散并穩定納米零價鐵，并利用酵母菌吸附反應中生成的Fe²⁺或Fe³⁺，阻止Fe²⁺或Fe³⁺在納米零價鐵表面上共沉淀，維持納米零價鐵的還原活性，降低使用納米零價鐵時所帶來的大量鐵泥污染風險。通過調節酵母菌載體與鐵鹽的質量比、還原劑濃度、反應溫度、反應時間和攪拌或振蕩速度達到控制納米零價鐵反應活性的目的。

因此，本發明的第一個目的是提供一種酵母菌載納米零價鐵的制備方法，包括如下步驟：