[发明专利]一种改性纳米贝壳粉微藻絮凝剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及微藻生物技术领域，更具体的说是涉及一种改性纳米贝壳粉微藻絮凝剂的制备方法。

背景技术

微藻是一类结构简单而且光转化效率很高的微生物，并且微藻具有群体庞大，分布广泛，生长周期短、产量高、易于培养等优点，目前，微藻已广泛应用于食品、保健品、废水处理、饵料、饲料、生物燃料、农业肥料等各个领域。

而微藻采收是微藻养殖中的一个重要环节，目前主要应用的有气浮、离心、絮凝等方法，其中气浮适于大规模培养用，但是气浮能耗较高，而且也面临着采收的浓缩藻液二次脱水的问题；离心适用于小规模、实验室收获；而絮凝是比较经济且可行性高的办法，絮凝剂的选取应以无污染、效果好、廉价化为原则。多糖中的壳聚糖是一种天然的高分子化合物，无毒，生物相容性优良，可以生物降解，作为一种环境友好、安全健康的微藻絮凝剂，其已经被广泛用于微藻絮凝收获，但是单独使用壳聚糖对微藻的絮凝效果有限，如果为了降低成本，提高絮凝效果，将壳聚糖与无机材料复合使用会造成二次污染，影响微藻生物质的后续加工利用。

贝壳粉是一种天然的生物质材料，利用废弃贝壳进行加工后获得，贝壳粉以碳酸钙和少量有机物为主，是一种极佳的生物质材料，经高温煅烧后的多孔结构具有较强的吸附能力，可作为一种优良的载体和吸附剂，尤其是微纳米尺寸的贝壳粉，具有较高的比表面积与热稳定性，同时兼具廉价易得、无二次污染、反应惰性、轻质等特性，具有广阔的应用前景。

因此，如何提供一种天然、绿色无污染、成本低且絮凝效果良好的微藻絮凝剂是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种改性纳米贝壳粉微藻絮凝剂的制备方法，

本发明通过纳米贝壳粉的制备及对纳米贝壳粉的改性就得到了改性纳米贝壳粉微藻絮凝剂。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种改性纳米贝壳粉微藻絮凝剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将贝壳浸泡在体积百分比为0.1％-1％的无机酸溶液中，浸泡8-12h 之后,除去贝壳表面的各种杂质，用蒸馏水洗涤干净后烘干；

(2)将步骤(1)烘干后的贝壳放入马弗炉中，设置马弗炉温度为600℃ -700℃，煅烧时间2-4h，待冷却后取出；

(3)将贝壳破碎成粉，用纳米级筛网进行过筛，得到纳米级贝壳粉；

(4)向步骤(3)获得的纳米级贝壳粉中加入体积浓度为30％-50％的浓硫酸进行活化，在加入过程中不断进行缓慢搅拌，活化时间持续12h后用蒸馏水冲洗、离心，重复操作3-5次；

(5)将经过步骤(4)处理后的纳米级贝壳粉进行真空干燥后，保存备用；

(6)将壳聚糖溶解于稀盐酸溶液，待壳聚糖溶解后加入贝壳粉，然后搅拌至全部溶解，离心干燥，得到改性纳米贝壳粉微藻絮凝剂。

优选的，在上述一种改性纳米贝壳粉微藻絮凝剂的制备方法中，所述贝壳为废弃时间不超过一年的贝壳，包括贻贝壳、马氏珠母贝壳、珍珠贝。

优选的，在上述一种改性纳米贝壳粉微藻絮凝剂的制备方法中，在步骤 (1)中，所述无机酸溶液是体积浓度为0.1％的盐酸溶液。使用盐酸溶液可以在短时间内最大程度的去除贝壳中的金属杂质、病原菌和微藻等杂质。

优选的，在上述一种改性纳米贝壳粉微藻絮凝剂的制备方法中，在步骤 (2)中，贝壳煅烧温度为650℃，煅烧时间为3h。

优选的，在上述一种改性纳米贝壳粉微藻絮凝剂的制备方法中，在步骤 (3)中，筛网的目数不小于1000目。

优选的，在上述一种改性纳米贝壳粉微藻絮凝剂的制备方法中，在步骤 (4)中，浓硫酸的体积浓度为40％。

优选的，在上述一种改性纳米贝壳粉微藻絮凝剂的制备方法中，在步骤 (4)中，纳米贝壳粉与浓硫酸的质量体积百分比(mg/mL)为1:10。

优选的，在上述一种改性纳米贝壳粉微藻絮凝剂的制备方法中，在步骤(6)中，稀盐酸是体积百分比为1％的溶液，壳聚糖与稀盐酸的比为1:5，壳聚糖和贝壳粉的质量比为2:1。1％的稀盐酸溶液为经过大量实验后确定的浓度，此浓度为壳聚糖最短时间最高溶解度的溶解液，如果为其他浓度，则会出现溶解时间增长，溶解不均匀，结块等现象。

优选的，在上述一种改性纳米贝壳粉微藻絮凝剂的制备方法中，在步骤 (1)中，烘干过程将烘箱设置为65-85℃，烘干时间8-10h。