[發明專利]負載型磷灰石復合吸附材料及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202110309930.5
• 申請日: 2021-03-23
• 公開（公告）號: CN113332960A
• 公開（公告）日: 2021-09-03
• 發明（設計）人: 胡亮;何妮;賀治國;李夢珂
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: B01J20/24
• 分類號: B01J20/24;B01J20/28;B01J20/30;C02F3/34;C02F101/20
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所(普通合伙) 43008
• 代理人: 何文紅

本發明公開了一種負載型磷灰石復合吸附材料及其制備方法和應用，該負載型磷灰石復合吸附材料包括產酸真菌、磷灰石和海藻酸鈣，磷灰石通過海藻酸鈣包裹在產酸真菌菌球的菌絲上。其制備方法包括制備海藻酸鈣包埋磷灰石和孢子的包埋小球；對包埋小球進行震蕩培養。本發明負載型磷灰石復合吸附材料具有吸附性能好、磷酸根離子含量高、易分離回收、無二次污染等優點，能夠用于處理重金屬鉛廢水，并能夠有效去除廢水中的重金屬鉛，使用價值高，應用前景好；同時，該負載型磷灰石復合吸附材料的制備方法具有工藝簡單、制備周期短、操作方便、反應條件溫和、成本低廉等優點，適合于大規模制備，利于工業化應用。

技術領域

本發明屬于環境水污染的處理領域，涉及一種負載型磷灰石復合吸附材料及其制備方法和應用。

背景技術

目前，用于去除污水中重金屬的方法，主要包括化學沉淀、離子交換、膜濾法、電化學法和吸附法等，這些方法雖然具有較好的去除效率，但應范圍受限，且成本高、容易造成二次污染。白腐真菌中的黃孢原毛平革菌對重金屬鉛具有很好的吸附能力，胞內外分泌物質能夠螯合絡合重金屬，降低重金屬的生物有效性和毒性，但效率不高，其主要原因是吸附在菌絲上的重金屬會因為外界條件，如溫度、pH、解吸劑的作用而解吸；羥基磷灰石是一種多功能的礦物材料，具有十分優異的吸附性能，能夠與重金屬鉛絡合形成不溶的礦物，被廣泛應用于環境治理領域，但傳統方法合成的磷灰石顆粒大，溶解度小，在水體中遷移性小，因而難以實現對重金屬鉛廢水的有效處理。另外，現有用于吸附鉛的磷灰石復合材料中，直接由培養好的孢子溶液與磷酸材料混合后制得，然后直接與重金屬鉛溶液反應，存在的缺陷有：(1)不易溶解，裸露在磷灰石表面的微生物，其活性容易受到環境因素(如重金屬脅迫作用)的影響，導致微生物活性較差，因而難以促進磷灰石材料的溶解，最終使得磷灰石復合材料中分解出來的磷酸根離子濃度較低，難以高效、徹底的去除水體中的鉛離子，且生物礦化效率較低；(2)固液分離困難，容易造成二次污染。因此，獲得一種吸附性能好、磷酸根離子含量高、易分離回收、無二次污染、能夠形成穩定的不溶性礦物沉淀的負載型磷灰石復合吸附材料，對于有效去除水體中的重金屬鉛污染具有十分重要的意義。

發明內容

本發明要解決的技術問題是克服現有技術的不足，提供一種吸附性能好、磷酸根離子含量高、易分離回收、無二次污染、能夠形成穩定的不溶性礦物沉淀的負載型磷灰石復合吸附材料及其制備方法和應用。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：

一種負載型磷灰石復合吸附材料，所述負載型磷灰石復合吸附材料包括產酸真菌、磷灰石和海藻酸鈣，所述磷灰石通過海藻酸鈣包裹在產酸真菌菌球的菌絲上。

上述的負載型磷灰石復合吸附材料，進一步改進的，所述負載型磷灰石復合吸附材料中磷灰石和海藻酸鈣的質量比為1～3∶4；所述負載型磷灰石復合吸附材料中產酸真菌的濃度為1.0×10⁶個/mL～5.0×10⁶個/mL。

上述的負載型磷灰石復合吸附材料，進一步改進的，所述產酸真菌為白腐真菌、黑曲霉中的至少一種；所述磷灰石為羥基磷灰石、氯磷灰石、溴磷灰石、氟磷灰石中的至少一種。

上述的負載型磷灰石復合吸附材料，進一步改進的，所述白腐真菌為黃孢原毛平革菌、彩絨草蓋菌、變色栓菌中的至少一種。

作為一個總的技術構思，本發明還提供了一種上述的負載型磷灰石復合吸附材料的制備方法，包括以下步驟：

S1、將磷灰石與海藻酸鈉溶液混合，超聲分散，加入產酸真菌孢子懸液，得到混合溶液；

S2、將步驟S1中得到的混合溶液滴加到氯化鈣溶液中硬化，得到包埋小球；

S3、將步驟S2中得到的包埋小球置于培養液中振蕩培養，得到負載型磷灰石復合吸附材料。