[发明专利]一种利用聚丙烯胺盐酸盐双层修饰细菌的方法、吸附剂及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及重金属水体污染修复领域，具体涉及一种在细菌菌体表面双层修饰聚烯丙基胺盐酸盐的方法，以及将修饰后的菌体制备成的细菌吸附剂及其应用，该吸附剂能够快速、高效地去除水体中重金属。 

背景技术

重金属污染是指由重金属或其化合物造成的环境污染。重金属污染主要表现在水污染中，主要来源工业污染，重金属污染与其他有机化合物的污染不同。不少有机化合物可以通过自然界本身物理的、化学的或生物的净化，使有害性降低或解除，而重金属不能被降解，而且具有富集性。 

近年来，利用生物吸附法去除水污染中重金属引起极大关注。利用微生物材料作为重金属吸附剂具有来源丰富、成本低、操作简便、快速、能重复利用等优点。但是自然生物吸附剂的一个大缺陷是其吸附能力通常较低，而化学修饰是解决其吸附能力低的有效方法。然而文献报道多为将具有络合重金属能力的官能团物质单层连接或嫁接到微生物表面上，双层或多层修饰微生物未见报道，而且这些已报道的单层修饰方法虽然能提高其吸附能力，但是其对重金属的去除能力也不足以有效处理浓度200mg/L以上重金属污染废水。例如本课题组研究将聚烯丙基胺盐酸盐单层连接到细菌Pseudomonas sp.LK9上，其对Pb²⁺最大吸附量也仅达269.9mg/g。本发明在已有研究的基础上，采用双层修饰微生物的方法，提供一种能显著提高处理重金属效果的微生物表面修饰方法。 

发明内容：

本发明克服现有技术的不足，首次提供了一种新的双层修饰细菌的方法以及由该方法制备得到的吸附剂和该吸附剂的应用方法，该方法能够显著提高细菌对重金属的去除能力。本发明操作简单、经济、安全，并能有效处理重金属污染废水。 

一种利用聚丙烯胺盐酸盐双层修饰细菌的方法，包括以下步骤： 

1）配制聚烯丙基胺盐酸盐溶液，调节其pH为碱性，将细菌冻干粉加入到聚烯丙基胺盐酸盐 溶液中，搅拌后加入戊二醛，继续搅拌，冷冻干燥，获得单层修饰的PAA菌体； 

2）单层修饰的PAA菌体，加入到含吡啶的氯仿溶液中，在搅拌下滴加4-溴丁酰氯，得到酰化菌体，最后将酰化菌体和氢氧化钾加入到聚烯丙基胺溶液中，搅拌，离心，用去离子水洗涤，冷冻干燥获得双层修饰的PAA菌体； 

所述的细菌为假单胞菌Pseudomonas sp.LK9，于2012年7月30日在中国.武汉.武汉大学的中国典型培养物保藏中心进行了专利保藏，保藏编号为CCTCC M2012302。 

步骤1）的具体过程为：1g细菌冻干粉加入100mL pH为11的5g/L的聚烯丙基胺盐酸盐溶液，搅拌2h后，加入0.1-0.2mL25wt%的戊二醛，继续搅拌2h，洗涤，冷冻干燥至恒重，获得单层修饰的PAA菌体。 

步骤2）中单层修饰的PAA菌体的添加量为10g/L氯仿；吡啶加入量为0.25mL/g单层修饰的PAA菌体；4-溴丁酰氯加入量为0.25mL/g单层修饰的PAA菌体；加入4-溴丁酰氯后常温搅拌12h；聚烯丙基胺加入量为1g/g单层修饰的PAA菌体，KOH加入量为1g/g单层修饰的PAA菌体；加入聚烯丙基胺溶液后温度控制为80℃；反应时间为8h。 

一种吸附重金属的微生物吸附剂，是将上述的方法修饰得到的产物冷冻干燥至恒重制备而成的。 

上述制备的吸附剂的应用方法：处理废水中重金属Pb²⁺时废水pH值为2-7；优选为5-6（见附图3）。 

上述的微生物吸附剂剂量为1g/L重金属废水；吸附时间为5-120min，优选为60-120min（见附图4）。 

处理废水的方法具体是：首先调节重金属污染废水pH，往重金属污染废水中投加所述的微生物吸附剂，震荡后过滤或沉淀收集吸附剂，完成对重金属污染废水的处理。 

本发明所述的细菌为Pseudomonas ss.LK9，保藏编号为CCTCC M2012302；并已申请专利，申请号为：201210295180.1。