[發明專利]一種石墨烯雜化微囊材料及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202010495301.1
• 申請日: 2020-06-03
• 公開（公告）號: CN111575270A
• 公開（公告）日: 2020-08-25
• 發明（設計）人: 鄧輔財;竇容妮;孫建騰;馬寅;于曉龍;滕青;牛顯春;陳梅芹;周海軍
• 申請（專利權）人: 廣東石油化工學院
• 主分類號: C12N11/14
• 分類號: C12N11/14;C12N11/10;C12N11/04;B09C1/10;C02F3/34;C12R1/01;C02F101/32
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 宮愛鵬

本發明屬于環境污染物生物處理技術領域，公開了一種石墨烯雜化微囊材料及其制備方法和應用，一種石墨烯雜化微囊材料的制備方法，包括如下步驟：(1)將鞘脂單胞菌(Sphingomonas)GY2B在細菌培養液中培養得到菌液；所述菌株于2006年2月24日在中國典型培養物保藏中心保藏，編號為CCTCC M 206019；(2)用海藻酸鈉和殼聚糖通過層層自組裝將上述菌液及石墨烯包埋于微囊中，制得石墨烯雜化微囊材料。該材料對多環芳烴污染土壤具有超強修復能力，25天內可將菜園土壤中所含的高濃度(100mg/kg)多環芳烴菲去除98％以上。

技術領域

本發明屬于環境污染物生物處理技術領域，具體涉及一種多環芳烴高效降解微囊材料的制備及其在廢水生物處理和污染土壤修復中的應用。

背景技術

多環芳烴是環境中普遍存在的一類有機污染物，它通常是指一類含有兩個或兩個以上苯環，以線狀、角狀或簇狀排列的稠環型化合物，具有生物積累性和環境持久性，并且有致癌、致畸、致突變(三致)作用，對自然界生物安全和人類健康構成巨大威脅。

環境中多環芳烴絕大多數積累于土壤中，可以通過農作物以生物鏈的形式傳遞，將其積累于人體內，造成人體的損傷。多環芳烴農田污染土壤修復，尤其是強化長期污染土壤的修復顯得十分重要和迫切。

利用微生物處理法解決環境中的多環芳烴污染問題已被廣泛接受，其優點在于效果好、費用低、二次污染少等，是一類低耗高效和環境安全的生物修復技術。然而，游離微生物在實際修復中因土著菌的惡性競爭或環境條件改變等因素，往往難以適應實際修復環境，無法達到理想的修復效果，因此，研制出具有高效的多環芳烴高效降解的修復材料已經成為目前污染環境治理和修復研究的熱點問題之一。

發明內容

本發明的目的在于提供一種石墨烯雜化微囊材料及其制備方法，以及在廢水生物處理和污染土壤修復中的應用。

本發明的技術方案如下：

一種石墨烯雜化微囊材料的制備方法，包括如下步驟：

(1)將鞘脂單胞菌(Sphingomonas)GY2B在細菌培養液中培養得到菌液；所述菌株于2006年2月24日在中國典型培養物保藏中心保藏，編號為CCTCC M 206019；

(2)用海藻酸鈉(ALG)和殼聚糖(CHI)通過層層自組裝(LBL)將上述菌液及石墨烯包埋于微囊中，制得石墨烯雜化微囊材料。

優選地，步驟(2)所述包埋的步驟為：

①將CaCl₂溶液、石墨烯及殼聚糖加入到菌液中，在磁力攪拌下迅速加入Na₂CO₃溶液，攪拌均勻后，靜置，即制得殼聚糖摻雜的碳酸鈣膠體粒子；

②將所得粒子用水洗滌，再將海藻酸鈉溶液加入其中，使其在殼聚糖表面進一步沉積；如此重復2-3次，即將上述菌液包埋于石墨烯雜化微囊中，制得含模板微粒的石墨烯雜化微囊材料。

優選地，在含模板微粒的石墨烯雜化微囊材料加入EDTA溶液去除微囊中的CaCO₃模板，制得不含模板微粒的石墨烯雜化微囊材料。

優選地，步驟①所述CaCl₂和Na₂CO₃溶液濃度為0.33mol/L；靜置時間為20～30min。

優選地，步驟(2)所述殼聚糖和海藻酸鈉的濃度均為0.1-2g/L；所述石墨烯的包埋量為微囊材料質量的3-10％，菌液的包埋量為10¹⁰CFU/g微囊材料。

優選地，所述細菌培養液為營養肉汁培養基，成分及用量：牛肉膏3g/L，蛋白胨10g/L，NaC1 5g/L，瓊脂20g/L，調整pΗ7.0-7.2。