[发明专利]用于染料降解的黑曲霉负载金纳米颗粒复合材料的制备

说明书

用于染料降解的黑曲霉负载金纳米颗粒复合材料的制备，涉及一种菌体负载金纳米颗粒复合材料。所述黑曲霉(Aspergillus niger)XM1，保藏中心登记入册编号为CGMCC No.9771。制备方法：1)黑曲霉的培养及黑曲霉菌粉制备；2)配制氯金酸水溶液；3)将步骤1)得到的黑曲霉菌粉与步骤2)配制的氯金酸水溶液混合，反应后经抽滤、洗涤、干燥得用于染料降解的黑曲霉负载金纳米颗粒复合材料。黑曲霉负载金纳米颗粒复合材料中既有单质态Au⁰物种，又有部分被还原和未被还原的氧化态金物种，且氧化态金Au^δ+占总金50％以上。制备工艺简单、过程绿色环保，可广泛用于染料等有机废水的催化还原降解。

技术领域

本发明涉及一种菌体负载金纳米颗粒复合材料，尤其是涉及能原位还原形成负载型金纳米颗粒用于染料降解的黑曲霉负载金纳米颗粒复合材料的制备。

背景技术

染料废水包括染料生产废水和印染废水。染料废水由于成分复杂、毒性大、色度深、有机物与无机盐浓度高、可生化性差等特点，一直是废水处理的难点。研究表明，化学催化还原预处理不仅能显著提高染料废水的可生化性，而且没有污泥处置问题，联合化学还原与生物氧化是一种经济有效的染料废水处理新方法(Ghoreishi S M,et al.Chemicalcatalytic reaction and biological oxidation for treatment of non-biodegradable textile effluent[J].Chemical Engineering Journal,2003,95(1-3):163-169)。金属纳米颗粒，特别是金纳米颗粒具有优异的染料催化还原性能，但由于胶态金纳米颗粒不稳定，易于团聚且不能回收和循环利用，因此负载型金纳米颗粒引起了人们高度重视。目前，利用中孔硅材料负载的金纳米颗粒(1.Chen L,et al.Gold nanoparticlesintercalated into the walls of mesoporous silica as a versatile redoxcatalyst[J].Industrial&Engineering Chemistry Research,2011,50(24):13642-13649.2.Azad U,et al.Catalytic reduction of organic dyes at goldnanoparticles impregnated silica materials:influence of functional groups andsurfactants[J].Journal of Nanoparticle Research,2011,13(9):3951-3959)和大孔苯乙烯与二乙烯苯共聚物负载的金纳米颗粒(Feral-Martin C,et al.Integrativechemistry toward the first spontaneous generation of gold nanoparticleswithin macrocellular polyHIPE supports(Au@polyHIPE)and their application toeosin reduction[J].Reactive&Functional Polymers,2007,67(10):1072-1082)对染料的催化还原性能研究已见诸报道。上述中孔硅材料负载的金纳米颗粒是利用高温焙烧或外加还原剂(NaBH₄)还原制得，且由于硅材料自身缺乏吸附基团，需要引入其他有机基团作为中间体链接硅材料和金纳米颗粒，其制备和调控工艺复杂、不符合绿色环保的要求；虽然大孔聚合物载体可自发还原形成金纳米颗粒，但要改善这种聚合物负载金催化剂的性能需采用“综合性化学”手段，调控过程非常复杂，普适性不强。