[發明專利]球狀多孔吸附材料的制備方法及應用

在審

• 申請號: 202110887113.8
• 申請日: 2021-08-03
• 公開（公告）號: CN113680329A
• 公開（公告）日: 2021-11-23
• 發明（設計）人: 劉建峰
• 申請（專利權）人: 湖北輕工職業技術學院（湖北啤酒學校）
• 主分類號: B01J20/26
• 分類號: B01J20/26;B01J20/28;B01J20/30;C12N1/02
• 代理公司: 武漢維盾知識產權代理事務所(普通合伙) 42244
• 代理人: 蔣悅

本發明提供了一種球狀多孔吸附材料的制備方法及應用，具體制備步驟：S1、利用有機溶劑將氯化鹽進行溶解，制備成支撐材料溶劑；S2、將芳綸支撐材料和支撐材料溶劑進行混合，至芳綸完全溶解，再加入吸附材料進行混合，制備成漿液；S3、將S2的漿液滴入到去離子水中，得到粗成品，對粗成品進行清洗、滅菌及干燥，得球狀多孔吸附材料。所制材料中吸附材料均勻分散在支撐材料基體中，孔隙率可達70~80%；且材料為表面小孔、中心大孔結構，應用于水體吸附，微生物可通過材料表面的小孔進入到大孔中，生長繁殖，其單個小球中微生物DNA的質量約150~200ng，且可用常規的DNA試劑盒抽提其DNA。可以獲取特定功能的微生物菌群，且操作簡單、費用低、結果穩定可靠。

技術領域

本發明屬于多孔材料技術領域，具體涉及球狀多孔吸附材料的制備方法和應用。

背景技術

我國是水資源匱乏的國家，人均水資源量不到世界人均水平的四分之一，且我國水污染嚴重，無論是河流水、湖泊水還是地下水，都受到了嚴重的污染，已經嚴重的影響到了人民的日常生活。在水污染的治理策略中，微生物治理水平的高低是水污染治理成敗的關鍵，因此收集水體中原位微生物是水污染治理中的關鍵一步，也是迫切需要解決的問題。

微生物在水體中的數量一般很少，需要富集才能檢測。目前最常用的方法是濾膜富集，即先抽取一定量的水，再用濾膜過濾，微生物被截留在濾膜上，然后分析濾膜上的微生物。這種方法測得的微生物群落只能反映一定的趨勢，且經常數據混亂，準確性差，因為微生物在水體中是分層存在的，上述取樣方法打破了微生物的分層，無法反映真實情況。

為了獲取水體中微生物群落的真實信息，為了探究水體中特定功能的微生物群落信息，同時也為了為水體的污染修復提供最直接的參考數據，在水體中原位富集微生物群落成為了一個急需要解決的問題。

發明人長期致力于該多孔材料的研究，曾申請的專利CN 104628122A中，公開了一種多孔材料的制備方法，但采用該方法制備的多孔吸附材料(小球)，其成品率低于50％；且采用制備的多孔吸附材料用于微生物監測時，單個小球中微生物DNA的質量不到30ng。其成品率和微生物負載量均不太理想，需進一步提升。

發明內容

本發明提供了一種球狀多孔吸附材料的制備方法，其成品率高達95％以上，是一種簡單高效且可大批量工業生產的方法。制得的球狀多孔吸附材料用于水體中微生物富集時，其單個小球中微生物DNA的質量約150～200ng，且可用常規的DNA試劑盒抽提其DNA。實現在水體中原位富集微生物群落的目的，本發明具有重大的實際應用價值。

本發明的技術方案是，一種球狀多孔吸附材料的制備方法，包括以下步驟：

S1、將氯化鹽溶于有機溶劑，制備成支撐材料溶劑；

S2、將芳綸支撐材料和S1所得的支撐材料溶劑進行混合，室溫、震蕩至芳綸完全溶解，再加入吸附材料進行混合，制備成漿液；

S3、將S2所得的漿液滴入到去離子水中，得到直徑3～4mm的球狀粗成品，對球狀粗成品進行清洗、滅菌及干燥，得球狀多孔吸附材料。

進一步地，有機溶劑與氯化鹽的質量百分比為92～99％:1～8％。

進一步地，其中有機溶劑為N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基乙酰胺或N,N-二甲基甲酰胺。

進一步地，所述氯化鹽為氯化鋰和/或氯化鈣。

進一步地，S2中芳綸材料為間位芳綸或對位芳綸；芳綸支撐材料和支撐材料溶劑的質量百分比為1～5％：95～99％。

進一步地，S2中吸附材料為硅藻土、聚丙烯酰胺、硅膠粉、活性炭中的一種或幾種，其加入后在漿料中的占比為10～20％。