[發明專利]一種處理水體污染物的酵母菌載納米鐵

在審

• 申請號: 201910201208.2
• 申請日: 2019-03-18
• 公開（公告）號: CN109942097A
• 公開（公告）日: 2019-06-28
• 發明（設計）人: 石國榮;李小雨;徐琴琴;肖苗;余心潔;李亞婷
• 申請（專利權）人: 湖南農業大學
• 主分類號: C02F3/34
• 分類號: C02F3/34;C02F101/22;C02F101/34;C02F101/36
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供一種處理水體污染物的酵母菌載納米鐵，具體為一種以廢棄煙葉提取物為還原劑和穩定劑，將酵母菌吸附的亞鐵鹽或鐵鹽原位還原得到的酵母菌載納米鐵。通過調節酵母菌載體與亞鐵鹽或鐵鹽的質量比，和/或通過調節煙葉提取物的用量，和/或通過調節反應時間，和/或通過調節攪拌或振蕩速度來控制納米鐵的反應活性。酵母菌載納米鐵制備不需要任何有毒的試劑，在室溫常壓下使用常規儀器便能完成，不僅能實現廢棄煙葉的資源化利用，降低納米鐵的制備成本，而且能廣泛用于去除水體中的重金屬離子污染和降解有機污染物。在酵母菌的多孔結構以及煙葉提取物的雙重作用下，該酵母菌載納米鐵能夠在空氣中穩定儲存60天以上。

技術領域

本發明提供一種處理水體污染物的酵母菌載納米鐵，具體為一種以廢棄煙葉提取物為還原劑和穩定劑，將酵母菌吸附的亞鐵鹽或鐵鹽原位還原得到的酵母菌載納米鐵。將其與水體混合后，直接達到去除水體中的重金屬離子污染和降解有機污染物的目的。屬于環境功能材料制備和水處理技術領域。

背景技術

近年來，納米鐵的高還原性和吸附性使其在環境污染物處理中的應用研究越來越廣泛。目前，納米鐵的制備大多以有毒的硼氫酸鈉或硼氫酸鉀還原鐵鹽或亞鐵鹽，需要外加聚合物或表面活性劑作納米鐵的包裹劑或穩定劑，存在成本高、污染環境等問題。以植物提取物代替硼氫酸鈉或硼氫酸鉀制備納米鐵則能彌補該不足。專利CN201710245090.4公開了一種以80℃水提取的綠茶提取物為還原劑、分散劑和掩蔽劑制備納米鐵粉的方法，用于瀝青抗老化和還原路面重金屬離子；專利CN201610274411.9公開了一種用茶樹葉水提取液合成的納米鐵去除p,p’-DDT的方法；專利CN201510824709.8和CN201510824685.6則分別公開了一種利用綠茶水提取液合成納米鐵鎳雙金屬材料和納米鐵銅雙金屬材料的方法，這兩種雙金屬材料都能用于修復土壤和地下水中的鉻污染，但都需要加入聚乙烯吡咯烷酮、羧甲基纖維素鈉等作為分散劑和穩定劑；此外，專利CN201410112823.3和CN201310141406.7則分別公開了一種利用山竹果皮和猴歡喜樹葉的熱水提取液綠色合成納米鐵的方法。

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。將植物提取物還原亞鐵鹽或鐵鹽制備的納米鐵負載到酵母菌上，制成酵母菌載納米鐵，不僅成本低廉，綠色環保，而且能減少納米鐵顆粒間的團聚，同時發揮酵母菌的吸附作用和納米鐵的還原作用，提高納米鐵的使用效率。現有技術還沒有公開以廢棄煙葉提取物為還原劑和穩定劑制備酵母菌載納米鐵及其用于處理水體污染物的方法。

發明內容

針對納米鐵制備成本高、污染環境的狀況，本發明要解決的技術問題是提供一種處理水體污染物的酵母菌載納米鐵，該酵母菌載納米鐵是以廢棄煙葉提取物為還原劑和穩定劑，將酵母菌吸附的亞鐵鹽或鐵鹽原位還原所得。通過調節酵母菌載體與亞鐵鹽或鐵鹽的質量比，和/或通過調節煙葉提取物的用量，和/或通過調節反應時間，和/或通過調節攪拌或振蕩速度來控制納米鐵的反應活性。

因此，本發明的第一個目的是提供一種用于處理水體污染物的酵母菌載納米鐵，是以廢棄煙葉提取物為還原劑和穩定劑，將酵母菌吸附的亞鐵鹽或鐵鹽原位還原所得。

本發明的第二個目的是提供一種利用廢棄煙葉提取物制備酵母菌載納米鐵的方法，包括以下步驟：

(1)煙葉處理：將已洗掉雜質的煙葉自然晾干后，于50℃下烘干、粉碎過200目篩，密封待用；

(2)煙葉提取物制備：將上述步驟(1)中得到的煙葉粉末與提取溶劑按照質量體積比為1:5～1:40(單位為g·mL^-1)，加入到250mL錐形瓶中，超聲提取10～40min或室溫振蕩提取1～8h，離心分離后，清液用旋轉蒸發儀在38℃以下濃縮至10mL；

(3)酵母菌載體制備：按常規方法培養酵母菌，將所得的酵母菌離心，洗滌后，冷凍干燥得酵母菌載體；