[發(fā)明專利]一種殼聚糖-生物鐵錳氧化物材料及其制備方法與應(yīng)用在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 202111525805.4 | 申請日： | 2021-12-14 |
| 公開（公告）號： | CN114272905A | 公開（公告）日： | 2022-04-05 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 侯冬梅;張?zhí)m;吉瑞麟;李夢琳 | 申請（專利權(quán)）人： | 南昌航空大學(xué) |
| 主分類號： | B01J20/24 | 分類號： | B01J20/24;B01J20/30;C02F3/34;C12N1/20;C12N1/02;C12N1/36;C12P3/00;C02F101/20;C12R1/01 |
| 代理公司： | 南昌洪達專利事務(wù)所 36111 | 代理人： | 劉凌峰 |
| 地址： | 330000 江*** | 國省代碼： | 江西;36 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 聚糖 生物 氧化物 材料 及其 制備 方法 應(yīng)用 | ||
本發(fā)明公開了一種殼聚糖?生物鐵錳氧化物材料及其制備方法與應(yīng)用，該材料以殼聚糖為載體，將生物鐵錳氧化物聚合在一起，形成球狀復(fù)合材料，其制備方法包括以下步驟：1)從礦山廢水中篩選鐵錳氧化菌群與馴化；2)通過對菌群的培養(yǎng)、離心、冷凍干燥、研磨后制備得到生物鐵錳氧化物；3)將殼聚糖：生物鐵錳氧化物為1：4的比例制備成復(fù)合材料，該材料在含銻的模型廢水處理中的應(yīng)用，所述復(fù)合材料不僅可以進行單一價態(tài)的銻去除還可以進行混合價態(tài)銻同時去除，制備工藝簡單，反應(yīng)穩(wěn)定，操作性強，環(huán)境友好，具有廣泛工程應(yīng)用潛力。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及處理含銻廢水的功能材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種殼聚糖-生物鐵錳氧化物材料及其制備方法與應(yīng)用。
背景技術(shù)
銻在自然界中主要以硫化物和氧化物形式存在，其用途比較廣，可以用于汽車剎車片襯料、半導(dǎo)體元件、電池柵極、軸承和電力傳輸設(shè)備、管道及油漆顏料等方面，也作為添加劑應(yīng)用于玻璃器皿和陶瓷中。作為有毒的類金屬元素，三價銻的毒性比五價銻高十倍，自然與人為來源的銻污染現(xiàn)在嚴重威脅到飲用水質(zhì)量和人類健康。我國《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》和《生活飲用水衛(wèi)生規(guī)范》中將銻的限定濃度設(shè)定為5μg/L。世界衛(wèi)生組織、美國環(huán)境保護組織和歐共體理事會也將銻認定為優(yōu)先污染物質(zhì)。
目前去除水體環(huán)境中銻污染物的方法主要包括吸附法、混凝沉淀法、膜分離法、電化學(xué)法和微生物氧化還原法等技術(shù)。其中生物吸附法以高效環(huán)保、回收利用能力強、無二次污染及簡便廉價的優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用。常用的除銻吸附材料有生物鐵錳氧化細菌、生物炭、海藻、鐵錳氧化物等。其中的生物鐵錳氧化細菌以多變價元素與良好的表面活性，無二次污染逐漸成為研究熱點。
實際研究中生物鐵錳氧化物存在著易團聚和不易從水體中分離的缺點，很大程度上影響了重金屬的去除效能以及材料的重復(fù)利用的能力。
連斌、吳驥子等人制備了一種鐵錳氧化物-微生物負載生物質(zhì)炭材料(FM-DB)，以同時去除水體中Cd(Ⅱ)和As(Ⅲ)污染。鐵錳氧化物-微生物負載生物質(zhì)炭材料中鐵錳氧化物(FMBO)和山核桃蒲生物質(zhì)炭(CCSB)的最佳比例為3％+3％，在二元體系下對Cd(Ⅱ)和As(Ⅲ)的最大去除率高達77.29％和99.94％。但上述方案中使用改法制備的鐵錳氧化物-微生物負載生物質(zhì)炭材料處理后很難從懸浮液中回收。又如王華偉、呂紫娟等。石英砂負載生物錳氧化物去除高銻淋出液。環(huán)境工程技術(shù)創(chuàng)新與應(yīng)用分會場論文集(三).Ed.工業(yè)建筑雜志社有限公司,2021,44-50.中通過構(gòu)建石英砂反應(yīng)器,研究石英砂負載生成固相的層狀聚合生物錳氧化物對高銻淋出液的去除效果，在運行過程中石英砂負載層狀聚合生物錳氧化物對三價銻的去除率呈先下降后升高的趨勢，其表面微結(jié)構(gòu)分析表明,反應(yīng)結(jié)束時石英砂表面截留了大量的銻,主要以五價的銻酸錳存在,且仍存在層狀聚合生物錳氧化物。但該材料對于五價銻的并沒有進行去除，仍然存在于溶液當中。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題，提供一種殼聚糖-生物鐵錳氧化物材料及其制備方法與應(yīng)用。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案是：一種殼聚糖-生物鐵錳氧化物材料，該材料以殼聚糖為載體，將生物鐵錳氧化物聚合在一起，形成球狀復(fù)合材料，所述殼聚糖與所述生物鐵錳氧化物的質(zhì)量比為1:4。
本發(fā)明中還提供了上述方案所述殼聚糖-生物鐵錳氧化物材料制備方法，包括以下步驟：
(1)將從礦山廢水中采集的水樣進行鐵錳氧化混合菌種的篩選、富集與馴化，獲得鐵錳氧化細菌；
(2)將鐵錳氧化細菌經(jīng)過連續(xù)培養(yǎng)后得到生物鐵錳氧化物材料；
(3)將生物鐵錳氧化物與殼聚糖進行制備，獲得殼聚糖-生物鐵錳氧化物復(fù)合材料。
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