[发明专利]一种生物吸附剂的制备方法以及生物吸附剂的应用

说明书

技术领域

本发明涉及重金属污染治理方法领域，尤其是一种天然生物吸附剂及使用该生物吸附剂处理重金属离子的应用。

背景技术

我国重金属污染问题严重，亟需高性能、低成本的重金属离子(Pb²⁺、Cu²⁺及Cd²⁺等)吸附材料。海洋硅藻表面具有大量的微孔结构，且含有丰富的藻多糖、蛋白类等物质，十分利于重金属离子的吸附。且海洋硅藻具有生长速度快、生长周期短、生物质含量高等特点，对培养条件的耐受范围也较广。人们希望利用海洋资源获得一种性能优异的生物吸附剂，处理重金属离子的污染问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高效的天然生物吸附剂，及利用其对重金属离子(Pb²⁺、Cu²⁺及Cd²⁺)进行处理的方法，获得高效的重金属离子去除性能。

这种生物吸附剂的制备方法，包括如下步骤：

步骤一：在海水培养基中引入硅藻源，环境温度下曝气培养至稳定生长期获得硅藻液；

步骤二：对所述硅藻液体进行离心处理，获得硅藻浓缩液；

步骤三：干燥所述硅藻浓缩液，获得硅藻干粉。

进一步地，所述海水培养基为在天然海水中加入人工海水营养剂。

进一步地，所述硅藻源为单离的硅藻纲藻种；或在海水培养基中环境温度下曝气培养至稳定生长期获得的混和硅藻藻种。

进一步地，所述硅藻为角毛藻、海链藻及菱形藻中至少一种。

本发明还提供利用这种生物吸附剂处理重金属离子的方法，包括如下步骤：采用所述硅藻干粉加入重金属离子溶液中，室温下震荡吸附24h以上，使所述硅藻干粉吸附重金属离子并达到饱和，其中，所述重金属离子溶液的pH值为3～6。

优选地，所述硅藻为角毛藻、海链藻及菱形藻中至少一种。

优选地，所述硅藻干粉的质量与所述重金属离子的质量之比大于4

优选地，还包括解析附步骤：将吸附有重金属离子的硅藻离心分离，干燥后获得重金属-硅藻干粉；将所述重金属-硅藻干粉加入至盐酸中，室温下震荡24～48h；其中，所述重金属-硅藻干粉与盐酸的质量体积比为1～5g:1L。

优选地，所述重金属离子溶液中含有Pb²⁺、Cu²⁺或Cd²⁺至少一种。

有益效果：本发明中所使用的海洋硅藻作为海洋主要的初级生产力，具有资源丰富、分布广泛的特点，是近海的优势类群。本发明所获得的硅藻干粉来处理重金属离子(Pb²⁺、Cu²⁺及Cd²⁺)，可以获得较高的吸附容量，高吸附效率，并且低成本，可循环多次利用，其吸附性能大大优于常见的生物吸附剂，具有广阔的应用前景。

具体实施方式

本发明利用丰富的海洋资源，从中培养出硅藻作为生物吸附剂，用于吸附处理重金属离子。下面结合实例对本发明做进一步描述。

实施例1

一种生物吸附剂的制备方法，包括如下步骤：

步骤一：在海水培养基中引入硅藻源，环境温度下曝气培养至稳定生长期获得硅藻液。

(1)培养基。本实施例从深圳湾沿海水域采集海水，首先以经过砂滤的天然海水作为培养溶剂，各营养盐按照人工海水营养剂(又称为f/2培养基，具体组分参见表1～表3)添加入天然海水中制成海水培养基。

(2)获得硅藻源。本实施例是以f/2培养液，在环境温度下(20～30℃)培养至稳定生长期获得的优势硅藻混合种为藻种来源。然后将获得的硅藻源引入至海水培养基中，环境温度下曝气培养至稳定生长期后获得硅藻液。其中，本领域技术人员熟知，稳定生长期是指细胞的分裂与衰亡到达一相对稳定的时间，可通过细胞密度曲线来表征。即每日监控硅藻的细胞密度，并用天数对细胞密度值作图，当观察到细胞密度随培养天数趋于恒定或变化不明显，可判断为硅藻的生长培养进行稳定生长期。

表1.f/2培养基配方