[发明专利]复合磁性聚氨酯泡沫载体的制备方法及应用

说明书

技术领域

本发明属于环境保护技术领域，特别涉及一种活性多孔固定化微生物载体的制备方法及其应用，更具体的来说就是具有磁性粒子复合的聚氨酯泡沫载体的制备方法及其应用。

背景技术

众所周知，聚氨酯泡沫材料具有加工成型简便、成本低廉、吸附能力强，在环保和催化领域中的应用正受到广泛关注，是一种很有发展前景的载体材料，目前美国环保局(USEPA)将其列为一项新兴的载体材料。美国专利US4983299聚氨酯泡沫体添加活性炭粉，中国专利申请CN1105649A在聚氨酯泡沫制备中加入单组分活性炭粉制备了活性炭复合聚氨酯泡沫微生物固定化载体以及中国专利申请CN1587105A，中国专利申请CN1631976A在聚氨酯泡沫中添加纳米SiOx，在聚氨酯泡沫反应使用壳聚糖交联活性炭聚氨脂生物固定化载体，虽然一定程度上提高了载体的吸附性能，但对微生物的活性没有贡献。

许多研究发现，在稳恒弱磁场下能有效的刺激菌的生长，有利于微生物的增殖代谢，而且能缩短其生长周期，从而使微生物的生物活性可以大大提高。并且磁致效应还可大大提高废水生物降解的效率，可望使目前废水生物处理效率较低、处理设施占地面积大的状况得以改善。专利申请CN1263054A将塑料材料经过磁粉和活性炭改性，使整个网格球体内外均带有微弱的磁场，能起到刺激菌群良性生长代谢的作用。然而仅靠物理吸附形成的生物膜容易脱落，微生物负载量低。专利申请CN1204625A采用聚丙烯酰胺凝胶和聚乙烯醇凝胶将超顺磁体包裹在凝胶中，制得磁性微生物载体，专利申请CN1341079A将超常磁体和浓缩污泥固载于不溶性壳聚糖和聚乙烯醇上，得到具有含有微生物并具有磁场反应性的磁性污泥。但制备工艺复杂，并且这些高分子凝胶材料本身机械强度较弱、传质性能差，一定程度上限制了其大规模的工业化应用。

目前尚未见复合磁性聚氨酯泡沫载体的相关文献报道。

发明内容

为了解决上述现有技术的不足之处，本发明的首要目的在于提供一种复合磁性聚氨酯泡沫载体的制备方法，将磁性微粒表面经过处理后，通过超声波和机械分散方法将其分散于聚氨酯泡沫的制备原料中，再通过泡沫发泡聚合得到具有生物磁性的多孔固定化微生物聚氨酯泡沫载体。

本发明的另一目的在于提供上述复合磁性聚氨酯泡沫载体的应用。

本发明的目的通过下述技术方案来实现：一种复合磁性聚氨酯泡沫载体的制备方法，包括如下步骤：

(1)将原料聚醚330、反应性磁性粒子、水、三乙胺和硅油混合后，在超声波下机械搅拌3～5分钟，然后停止机械搅拌，用超声波再处理3～5分钟，得组分①；所述组分①各原料按重量份计，组成如下：

聚醚330　　　　　　　　　　　10～12份；

反应性磁性粒子               5～15份；

水                           0.5～1.2份；

三乙胺                       0.4～1份；

硅油                         0.8～2.0份。

(2)将原料聚醚330、辛酸亚锡和甲苯二异氰酸酯混合后搅拌3～5分钟，得组分②；所述组分②各原料按重量份计，组成如下：

聚醚330　　　　　　　　　　　25～30份；

辛酸亚锡                     0.20～0.25份；

甲苯二异氰酸酯               10～14份。

(3)将组分①与组分②混合，机械搅拌，待发泡后5～10秒后停止搅拌，室温下发泡20～30分钟，然后在60～80℃下熟化2～3小时，即可得到复合磁性聚氨酯泡沫载体。

所述的反应性磁性粒子包括反应性磁性纳米四氧化三铁粒子、反应性氧化铁磁性粒子、反应性钡铁氧体磁性粒子或反应性钕铁硼磁性粒子。

所述的反应性氧化铁磁性粒子、反应性钡铁氧体磁性粒子或反应性钕铁硼磁性粒子是通过下述方法制备而成：将200～500目的氧化铁磁粉、钡铁氧体磁粉或钕铁硼磁粉，加入质量百分比5～10％的戊二醛溶液，室温下振荡过夜，用磁铁分离，自然风干，得到反应性氧化铁磁性粒子、反应性钡铁氧体磁性粒子或反应性钕铁硼磁性粒子；所述氧化铁磁粉、钡铁氧体磁粉或钕铁硼磁粉与戊二醛溶液的质量比为1：10～20。