[发明专利]去除水中有机物的生物纳米复合材料

说明书

技术领域

本发明属于水净化技术领域，具体涉及一系列以真菌为连续相基体、以纳米材料为分散相的并能够高效去除水中有机物的生物纳米复合材料。

背景技术

我国目前及今后相当长一段时间内的环境问题主要是水环境问题，水环境问题又主要是有机废水的污染问题。因此，有机废水的治理是环保工作中极其重要的一面。食品、发酵、屠宰、皮革、造纸、制糖、橡胶、纺织、印染、农药、焦化、石油化工等工业废水和废家电回收城镇生活污水是有机废水的主要来源，有机废水中的绝大大部分能对人体有直接或间接、急性或慢性的致毒作用。

目前，去除废水中有机物的水处理方法主要有：空气吹脱法、杀菌消毒技术、碳滤技术、离子交换技术、膜分离技术、“混凝-沉淀-过滤”技术等。这些水处理技术已经能有效的控制水中的有机物含量，但存在效率低、成本高、再生困难等问题，纳米材料的光催化降解技术虽然效率高，污染低，但纳米材料颗粒太小，难以回收。

发明内容

本发明的目的是提供一种以真菌等微生物为连续相基体、纳米材料为分散相的能够有效去除水中有机物的生物纳米复合材料。本发明利用微生物表面的活性基团与纳米材料有机的整合，从而获得能有效去除水中有机物且易于回收的生物纳米复合材料。

本发明所述的生物纳米复合材料，其由如下步骤制备得到：

1)将0.5～0.7g蛋白胨、0.7～0.9g葡萄糖加入到盛有40ml蒸馏水的三角瓶中，搅拌均匀，再往混合液中添加0.1～0.3g纳米材料；然后将三角瓶置于超声波清洗器中超声15～20min，再转入到高压蒸汽灭菌锅，保持温度为121℃，灭菌20～30min，使蛋白胨与葡萄糖完全溶解于蒸馏水中，并达到消毒的目的；待混合液冷却到70～80℃时，在无菌室内往其中添加0.1～0.2g甘油，振荡均匀后制备得到液体培养基；

2)在无菌室内用10μl枪头粘取菌种并将枪头投入到上述液体培养基中，将三角瓶封口后置于恒温振荡培养箱培养48～72h，培养温度为30～38℃，培养箱转速为150～200rpm；

3)配制柠檬酸和柠檬酸钠的混合水溶液，其中柠檬酸的质量分数为0.05～0.1％，柠檬酸钠的质量分数为1～2％；

4)将步骤2)得到的菌体溶液用200目不锈钢筛子分离出菌体复合材料，再用柠檬酸和柠檬酸钠的混合水溶液清洗该复合材料至洗涤液澄清，然后将该复合材料置于高压蒸汽灭菌锅内灭菌20～30min；最后经过后期处理可以得到本发明所述的去除水中有机物的生物纳米复合材料。

上述步骤中所述的后期处理是向复合材料中逐步添加酒精，首先使酒精在溶液中的体积分数为20～30％，15～20分钟后使体积分数为40～50％，再经过15～20分钟后使体积分数为75～80％；然后将复合材料放入带有干燥剂的干燥柜中，温度保持在40～50℃，持续5～6小时。

上述步骤中涉及的纳米材料可以为金属氧化物纳米材料或者金属氢氧化物纳米材料(长度100～300nm，粒径5～10nm)，具体的可以为TiO₂纳米管、Al₂O₃纳米纤维、AIOOH纳米纤维、CuO纳米棒等，涉及的菌种可以为黑曲霉、大毛霉、青霉菌等。

附图说明

图1：实施例1中所述的TiO₂/黑曲霉复合净水材料的透射电镜照片；

图2：实施例2中所述的Al₂O₃/大毛霉复合净水材料的扫描电镜照片；

图3：实施例3中所述的AIOOH/青霉菌复合净水材料的扫描电镜照片。

从两图中可看出，TiO₂，Al₂O₃及AIOOH纳米材料都能均匀的复合在菌体表面，几乎没有团聚现象的存在。使纳米材料与水中的重金属离子有较大的接触率。

具体实施方式

实施例1：由TiO₂纳米管与黑曲霉制备的生物纳米复合材料。

将0.5g蛋白胨、0.7g葡萄糖加入到盛有40ml蒸馏水的50ml三角瓶中，搅拌均匀；往混合液中添加0.1g TiO₂纳米管，三角瓶置于超声波清洗器中超声20min；三角瓶转入到高压蒸汽灭菌锅内保持温度121℃灭菌20min，使蛋白胨与葡萄糖完全溶解于蒸馏水中，并达到消毒的目的；待冷却至70℃后，在无菌室内往其中添加0.2g甘油，振荡均匀后即制备得到液体培养基；