[发明专利]一种碳酸锶掺杂二氧化钛聚丙烯生物滤料的制备方法

摘要

本发明公开了一种碳酸锶掺杂二氧化钛聚丙烯生物滤料的制备方法，属于生物滤料制备技术领域。本发明用碳酸锶掺杂的炭气凝胶作为水中有机污染物的吸附材料，由于炭气凝胶具有高比表面积，对微量重金属元素及某些有机物具有很强的吸附能力，加速光催化降解的进行；将碳酸锶掺杂于炭气凝胶中，在水中流化时锶离子进入包覆二氧化钛/聚丙烯生物滤料中，碳酸锶可使二氧化钛晶格畸变，使二氧化钛禁带能隙变窄，用黄豆粉制备得到含纳豆菌液的培养基体，其中富含γ‑聚谷氨酸，γ‑聚谷氨酸可与水污染物中金属盐离子络合得到γ‑聚谷氨酸盐，γ‑聚谷氨酸被生物降解后留出的空间为后续的微生物生长提供空间，从而提高生物滤料的挂膜活性和挂膜量，应用前景广阔。

主权项

1.一种碳酸锶掺杂二氧化钛聚丙烯生物滤料的制备方法，其特征在于具体制备步骤为： （1）将天青石矿石粉碎过筛，得到天青石矿粉，将天青石矿粉与焦炭混合，放入马弗炉中，加热升温，焙得到熟化料，按重量份数计，将20～30份熟化料放入80～100份热水中，加入4～5份碳化混合料，搅拌后静置2～3h，去除上层液，收集下层沉淀物； （2）将上述沉淀物、苯酚、糠醛、碳酸钠混合装入反应釜中，加热升温，保温反应得到酚醛凝胶，陈化，得到掺杂碳酸锶的凝胶，再置于超临界干燥系统中，干燥得到气凝胶，将气凝胶放入炭化炉中，在氩气气氛中进行炭化，得到碳酸锶掺杂的炭气凝胶；（3）向超声分散仪中加入40～50mL无水乙醇和2～3g木质纳米纤维素，得到纤维素悬浮液，将纤维素悬浮液置于带有搅拌器的锥形瓶中，用滴液漏斗以2～3mL/min的滴加速率向锥形瓶中加入18～20mL钛酸四丁酯，同时启动搅拌器，以200～300r/min的转速开始搅拌10～15min得到混合液； （4）向混合液中加入4～5mL乙酸溶液，20～30mL二氧化硅溶胶，搅拌1～2h，得到纳米纤维素/二氧化钛溶胶，静置陈化2～3天，得到干溶胶，将干溶胶置于设定温度为60～70℃的烘箱中，干燥10～12h，得到凝胶块，将凝胶块放入研钵中研磨30～35min，过目筛得到凝胶粉；（5）将聚丙烯母料与上述凝胶粉混合倒入双螺杆挤出机中，挤出得到二氧化钛/聚丙烯复合滤料，再将碳酸锶掺杂的炭气凝胶作为二氧化钛/聚丙烯复合滤料的包覆层，得到基础滤料； （6）收集煮熟的黄豆研磨过200目筛，得到黄豆粉，按重量份数计，取4～5份琼脂、2～4份纳豆菌、5～7份麦麸、20～25份黄豆粉置于发酵罐中，保温发酵，得到培养基体，将基础滤料放入装有培养基体的发酵皿中，发酵挂膜后得到碳酸锶掺杂二氧化钛聚丙烯生物滤料。