[發明專利]一種多基團螯合型磁性菌絲凈水劑及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 202010065175.6
• 申請日: 2020-01-20
• 公開（公告）號: CN111250052B
• 公開（公告）日: 2022-08-16
• 發明（設計）人: 陳潤華;王平;程鈺瑩;陳寶銀;楊翠云
• 申請（專利權）人: 中南林業科技大學
• 主分類號: B01J20/24
• 分類號: B01J20/24;B01J20/28;B01J20/30;C02F1/28;C02F1/56;C02F101/20
• 代理公司: 長沙軒榮專利代理有限公司 43235
• 代理人: 黃藝平

本發明提供了一種多基團螯合型磁性菌絲凈水劑及其制備方法與應用，制備方法包括菌絲氧化石墨烯復合前驅體制備，均相嫁接還原與磁分離，氧化烘干磁化三個步驟：使用培養基培養真菌菌絲，將菌絲進行滅活、洗滌、破碎和溶解，得到菌絲懸浮液；向氧化石墨烯溶液中加入氧化劑，再進行超聲處理，得到氧化石墨烯活化液；向上述菌絲懸浮液中滴加上述氧化石墨烯活化液，得到菌絲氧化石墨烯復合前驅體懸浮液；向其中加入亞鐵溶液均相嫁接后加入還原劑原位還原沉積，經磁分離回收和氧化烘干磁化，得到多基團螯合型磁性菌絲凈水劑。該方法制備的凈水劑具有較強的重金屬配合性能和吸附架橋共沉淀效果，能夠用于復雜重金屬廢水的處理，具有較為廣闊的應用前景。

技術領域

本發明涉及重金屬有機復雜廢水處理技術領域，特別涉及一種多基團螯合型磁性菌絲凈水劑及其制備方法與應用。

背景技術

隨著經濟社會快速發展和人口的高速增長，全球對優質水的需求不斷增加，采用環保高效的方法治理廢水已然成為一項研究重點。然而目前工農業廢水、城市廢水及各類采礦廢水中存在如銅、鉛、砷、鉻、鋅等重金屬，其濃度超過一定限度會對人體、動植物產生嚴重危害。例如，砷具有較高的毒性和致癌、致突變效果，通過食物鏈、地下水、地面水進入人體或其他生物體，嚴重危害到人類健康和生態環境；六價鉻也是一種毒性較大的重金屬，電鍍、制革、采礦、煉鋼等行業都產生大量含鉻廢水，嚴重危害人體生命健康，鉻是美國EPA公認的129種重點污染物之一。隨著經濟發展，很多產生的重金屬廢水中也含有高含量的有機物，如螯合劑、抗生素等，這類廢水成分復雜、色度高、生物毒性大、生物降解性差、化學處理成本高，該類重金屬有機廢水及殘渣的處理，是國內外公認的技術難題。

目前在傳統的水處理方法中，吸附法被廣泛應用于重金屬有機廢水的凈化處理中。很多天然的吸附材料如活性炭、植物廢棄物等具有高比表面積和高微孔結構，是目前污水處理技術中最為常見且應用廣泛的吸附劑。雖有廣泛的應用，但其吸附性能較弱，對于某些特定的重金屬污染物吸附性不強。此外，市場中還存在粘土、沸石等無機礦物型，雖也有應用，但與生物炭有類似的缺點。隨著材料科學的發展，人們選擇對重金屬有較強吸附性的傳統吸附劑，通過對其改性，顯著增強了吸附劑材料對重金屬的吸附，如公開號為CN103143325A的專利公開了一種谷氨酸插層水滑石重金屬吸附劑的制備方法，該方法雖可以對水污染中的Pb離子、Cu離子、Cr離子等多種重金屬污染物進行有效吸附，但由于該吸附材料本身的結構問題，仍然存在吸附量有限的缺陷。

因此，本專利基于真菌菌絲富含蛋白質、多糖、脂類，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，廉價易得，可批量制備等系列特點，通過磁化、螯合基團的功能化等工藝手段，制備了一種二維長鏈狀的多基團螯合型磁性菌絲凈水劑，具有螯合吸附能力強、磁性驅動分離快等特點，克服了吸附量低，處理過后沉降緩慢的重大缺陷，可極大的減少工程投資與水處理運行成本。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明提供了一種多基團螯合型磁性菌絲凈水劑及其制備方法與應用，其目的是為了提高凈水劑對重金屬的螯合能力和絮凝沉降分離效果。能夠有效提高凈水劑處理復雜廢水的效果、沉降速度、降低廢水工程建設投資。

為了達到上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種多基團螯合型磁性菌絲凈水劑制備方法，包括如下步驟:

S1:菌絲氧化石墨烯復合前驅體制備

培養獲得真菌菌絲小球，將菌絲小球進行滅活、洗滌和破碎，按照菌絲體質量濃度為100～200g/L溶解，得到菌絲懸浮液；

在恒溫攪拌條件下，緩慢向所得菌絲懸浮液中滴加氧化石墨烯活化液，得到刺鏈狀菌絲氧化石墨烯復合前驅體懸浮液；

S2:均相嫁接還原與磁分離

在恒溫攪拌條件下，向所得菌絲氧化石墨烯復合前驅體懸浮液中加入酸化的亞鐵離子水溶液，經均相反應穩定后緩慢滴加稀還原劑水溶液，至混合溶液無相變為止，最后通過磁場分離獲得中間產物；