[發明專利]一種亞硝化工藝用的改性磁性懸浮生物載體制備方法

有效

• 申請號: 202110534086.6
• 申請日: 2021-05-17
• 公開（公告）號: CN113213617B
• 公開（公告）日: 2022-06-21
• 發明（設計）人: 許柯;彭玲;王海月;任洪強;耿金菊
• 申請（專利權）人: 南京大學
• 主分類號: C02F3/00
• 分類號: C02F3/00;C02F3/28;C12N1/20;C12R1/01
• 代理公司: 北京棧橋知識產權代理事務所(普通合伙) 11670
• 代理人: 劉婷

1.一種亞硝化工藝用的改性磁性懸浮生物載體制備方法，其特征在于，主要包括以下步驟：

S1、材料準備與預處理

準備制備載體所需的HDPE基材、改性功能料以及磁粉，并將上述原料在115℃條件下，烘干5h去除水分；

S2、制備改性功能料

S2-1、通過一步法制備Cr-MIL-101-NH₂/CQD構型的MOF體系；

S2-2、使用模板犧牲法制備CNT海綿；

S2-3、制備Fe/石墨烯@MOF復合體系

S2-3-1、將步驟S2-1制備的MOF體系于80℃下、封閉乙醇加熱8h，將孔道完全活化打開；

S2-3-2、將零價鐵和石墨烯加入步驟S2-3-1活化處理后的MOF體系中，在70℃下劇烈攪拌2h；然后將所述混合物產物在80℃下真空干燥24h，得到Fe/石墨烯@MOF復合體系；

S2-4、制備Fe/石墨烯@MOF/CNT復合體系

S2-4-1、將步驟S2-2制備的CNT海綿于80℃下、封閉乙醇加熱8h，將孔道完全活化打開；

S2-4-2、按質量份數計，按照1～2份Fe/石墨烯@MOF復合體系配1份CNT海綿的比例，將步驟S2-3-2制備的Fe/石墨烯@MOF復合體系加入步驟S2-4-1的乙醇中，劇烈攪拌2h；然后將所述混合物產物在80℃下真空干燥24h，得到Fe/石墨烯@MOF/CNT復合體系；

S2-5、按質量份數計，將2～4份步驟S2-4-2制備的Fe/石墨烯@MOF/CNT復合載體、3份硅藻土以及1份滑石粉一同混合攪拌均勻，得到改性功能料；

S3、造粒

按比例稱取制備載體需要的HDPE基材、改性功能料以及磁粉，完全攪拌均勻；然后將所述混合料經單螺桿擠出機擠出、水冷以及切粒機切割后，得到載體顆粒；

S4、擠出成型

步驟S3制備的載體顆粒經擠出成型、定型、冷卻、裁剪后，得到圓柱形載體；

S5、磁化

將步驟S4制備出的圓柱形載體經充磁機充磁后得到改性磁性懸浮生物載體。

2.如權利要求1所述的一種亞硝化工藝用的改性磁性懸浮生物載體制備方法，其特征在于，所述步驟S2-1制備Cr-MIL-101-NH2/CQD構型的MOF體系的具體步驟如下：

S2-1-1、將H₂BDC-NH₂，Cr(NO₃)₃·9H₂O和NaOH溶于去離子水中，在25℃下劇烈攪拌30min；

S2-1-2、待步驟S2-1-2制備的混合物溶液冷卻至室溫后，離心分離所述混合物溶液得到固體產物；

S2-1-3、首先分別用N-N二甲基甲酰胺，甲醇和去離子水洗滌步驟S2-1-2制備的固體產物多次，然后在100℃下干燥24h，得到Cr-MIL-101-NH2/CQD構型的MOF體系。

3.如權利要求2所述的一種亞硝化工藝用的改性磁性懸浮生物載體制備方法，其特征在于，所述步驟S2-1-1中，H₂BDC-NH₂：1.44g，8.0mmol；Cr(NO₃)₃·9H₂O：3.20g，8.0mmol；NaOH：0.80g，20mmol；去離子水：60mL。

4.如權利要求1所述的一種亞硝化工藝用的改性磁性懸浮生物載體制備方法，其特征在于，所述步驟S2-2制備CNT海綿的具體步驟如下：

S2-2-1、將PVDF、NaCl和CNT混合并球磨成均勻的粉末；

S2-2-2、將步驟S2-2-1制備的混合粉末在200℃下加熱3h，待混合粉末冷卻至室溫后，得到塊體樣品；

S2-2-3、打磨去除步驟S2-2-2制備塊體樣品的最外層，然后將打磨后的塊體樣品于85℃水浴條件下多次洗劑，直至NaCl完全溶解；

S2-2-4、將經過步驟S2-2-3處理后的塊體樣品在-70℃下干燥24h，得到多孔的CNT海綿。