[发明专利]一种生物表面活性剂改性磁性膨润土的方法及其应用

摘要

本发明涉及一种生物表面活性剂改性磁性膨润土的方法。首先将秸秆和谷壳埋入农田土壤进行堆肥，从堆肥中富集培养和驯化一种生物表面活性剂产生菌株，继续发酵培养，使用二氯甲烷对发酵液进行重新悬浮，过滤、抽取，离心，收集沉淀，得到纯化的生物表面活性剂。并将其代替传统的化学表面活性剂，对磁性膨润土进行改性，制备得到一种新型的吸附剂，并将其应用于去除低浓度含铀废水中的铀。该吸附剂具有吸附性能好，所需主要原料是农业废弃生物质和天然矿物，对环境无污染，真正实现了资源节约、环境友好。同时，本发明所采取的方法简单、反应条件温和，易于磁性控制，且能使浓度为0.45~0.55 mg/L的低浓度含铀废水中的含铀量下降95%以上。

主权项

一种生物表面活性剂改性磁性膨润土的方法，其特征在于，首先将秸秆和谷壳埋入农田土壤进行堆肥，从堆肥中富集培养和驯化一种生物表面活性剂产生菌株，继续发酵培养，使用二氯甲烷对发酵液进行重新悬浮，过滤、抽取，离心，收集沉淀，得到纯化的生物表面活性剂，并将其代替传统的化学表面活性剂，对磁性膨润土进行改性，制备得到一种吸附剂，具体步骤如下：(1)生物表面活性剂的制备采用稻谷秸秆和谷壳作为堆肥的初始物料，埋入农田土壤中，并同时添加树枝皮作为填充剂，改善堆体的孔隙度，在4～5℃下培养7d后，保存待用，取10g堆肥样品置于装有90mL无菌水的250mL三角瓶中振荡25min后，静止30min，得到土壤悬浮液，吸取2mL土壤悬浮液接种到富集培养基中，放入温度为25℃、转速为220r/min的恒温培养箱中进行振荡培养3～5d，吸取1mL富集培养液接种于发酵培养基中，放入温度为30℃、转速为220r/min的恒温培养箱中进行振荡培养，直到观测到乳化现象后，取1mL稀释至10‑3之后，以该稀释发酵液1mL涂布于平板培养基上，于37℃恒温静置培养2～3d，挑选平板长势良好的菌落进行划线分离，按照上述方法进行再次发酵培养、驯化2次，即可得到驯化后的菌株，将驯化后的菌株在富集培养液中继续培养1d后，吸取1mL菌液接种于发酵培养基中，调节pH值，在一定温度下转速为200r/min的恒温培养箱中，继续进行振荡培养一段时间后，取出发酵液，离心，收集絮状沉淀，再使用二氯甲烷进行重新悬浮，过滤、抽取，离心，收集沉淀，常温自然晾干即为纯化后的生物表面活性剂，(2)生物表面活性剂改性磁性膨润土称取一定质量的膨润土装入500mL三口烧瓶中，分别加入100mL去离子水和120mL的乙二醇、60mL聚乙二醇组成的混合溶剂，超声分散处理1h，以形成均匀的膨润土悬浮液，随后加入一定质量的FeCl3·6H2O和一定质量的FeSO4·7H2O，超声分散溶解后通入N2保护反应体系，并将三口烧瓶放入恒温水浴箱，于70℃恒温磁力搅拌反应2h，使用0.5mol/L的NaOH溶液调节反应体系pH为10后，待混合液颜色逐渐变为黑色后再继续反应30min后结束反应，混合液经10000r/min离心30min后得到最终产物，洗涤至中性，放入真空干燥箱干燥8h，得到磁性修饰膨润土，将一定质量上述得到的磁性修饰膨润土装入250mL的烧杯中，加入100mL去离子水，室温下超声分散2h后，使用0.1mol/L的HCl溶液和NaOH溶液调节体系pH值为7，再向烧杯中加入一定质量的上述制备得到的生物表面活性剂，随后加入50mL无水乙醇和质量浓度为35％浓盐酸进行超声分散，使其均匀分散在磁性修饰膨润土的悬浮液中，然后将烧杯置于45℃的恒温水浴箱中磁力搅拌3h，随后使之静止沉降，取上清液，经8000r/min离心15min后，再分别用无水乙醇和去离子水洗涤3次，60℃真空干燥2.5h，即得到一种生物表面活性剂改性磁性膨润土吸附剂。