[发明专利]一种多基团螯合型磁性菌丝净水剂及其制备方法与应用

说明书

本发明提供了一种多基团螯合型磁性菌丝净水剂及其制备方法与应用，制备方法包括菌丝氧化石墨烯复合前驱体制备，均相嫁接还原与磁分离，氧化烘干磁化三个步骤：使用培养基培养真菌菌丝，将菌丝进行灭活、洗涤、破碎和溶解，得到菌丝悬浮液；向氧化石墨烯溶液中加入氧化剂，再进行超声处理，得到氧化石墨烯活化液；向上述菌丝悬浮液中滴加上述氧化石墨烯活化液，得到菌丝氧化石墨烯复合前驱体悬浮液；向其中加入亚铁溶液均相嫁接后加入还原剂原位还原沉积，经磁分离回收和氧化烘干磁化，得到多基团螯合型磁性菌丝净水剂。该方法制备的净水剂具有较强的重金属配合性能和吸附架桥共沉淀效果，能够用于复杂重金属废水的处理，具有较为广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及重金属有机复杂废水处理技术领域，特别涉及一种多基团螯合型磁性菌丝净水剂及其制备方法与应用。

背景技术

随着经济社会快速发展和人口的高速增长，全球对优质水的需求不断增加，采用环保高效的方法治理废水已然成为一项研究重点。然而目前工农业废水、城市废水及各类采矿废水中存在如铜、铅、砷、铬、锌等重金属，其浓度超过一定限度会对人体、动植物产生严重危害。例如，砷具有较高的毒性和致癌、致突变效果，通过食物链、地下水、地面水进入人体或其他生物体，严重危害到人类健康和生态环境；六价铬也是一种毒性较大的重金属，电镀、制革、采矿、炼钢等行业都产生大量含铬废水，严重危害人体生命健康，铬是美国EPA公认的129种重点污染物之一。随着经济发展，很多产生的重金属废水中也含有高含量的有机物，如螯合剂、抗生素等，这类废水成分复杂、色度高、生物毒性大、生物降解性差、化学处理成本高，该类重金属有机废水及残渣的处理，是国内外公认的技术难题。

目前在传统的水处理方法中，吸附法被广泛应用于重金属有机废水的净化处理中。很多天然的吸附材料如活性炭、植物废弃物等具有高比表面积和高微孔结构，是目前污水处理技术中最为常见且应用广泛的吸附剂。虽有广泛的应用，但其吸附性能较弱，对于某些特定的重金属污染物吸附性不强。此外，市场中还存在粘土、沸石等无机矿物型，虽也有应用，但与生物炭有类似的缺点。随着材料科学的发展，人们选择对重金属有较强吸附性的传统吸附剂，通过对其改性，显著增强了吸附剂材料对重金属的吸附，如公开号为CN103143325A的专利公开了一种谷氨酸插层水滑石重金属吸附剂的制备方法，该方法虽可以对水污染中的Pb离子、Cu离子、Cr离子等多种重金属污染物进行有效吸附，但由于该吸附材料本身的结构问题，仍然存在吸附量有限的缺陷。

因此，本专利基于真菌菌丝富含蛋白质、多糖、脂类，其分子结构内含有糖苷键、氢键等结合键位，也含有羟基、羧基等一些官能团，廉价易得，可批量制备等系列特点，通过磁化、螯合基团的功能化等工艺手段，制备了一种二维长链状的多基团螯合型磁性菌丝净水剂，具有螯合吸附能力强、磁性驱动分离快等特点，克服了吸附量低，处理过后沉降缓慢的重大缺陷，可极大的减少工程投资与水处理运行成本。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种多基团螯合型磁性菌丝净水剂及其制备方法与应用，其目的是为了提高净水剂对重金属的螯合能力和絮凝沉降分离效果。能够有效提高净水剂处理复杂废水的效果、沉降速度、降低废水工程建设投资。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种多基团螯合型磁性菌丝净水剂制备方法，包括如下步骤:

S1:菌丝氧化石墨烯复合前驱体制备

培养获得真菌菌丝小球，将菌丝小球进行灭活、洗涤和破碎，按照菌丝体质量浓度为100～200g/L溶解，得到菌丝悬浮液；

在恒温搅拌条件下，缓慢向所得菌丝悬浮液中滴加氧化石墨烯活化液，得到刺链状菌丝氧化石墨烯复合前驱体悬浮液；

S2:均相嫁接还原与磁分离

在恒温搅拌条件下，向所得菌丝氧化石墨烯复合前驱体悬浮液中加入酸化的亚铁离子水溶液，经均相反应稳定后缓慢滴加稀还原剂水溶液，至混合溶液无相变为止，最后通过磁场分离获得中间产物；