[发明专利]一种吸附纳米硒的活性炭及其生物合成与应用

说明书

(一)技术领域

本发明涉及一种吸附汞的吸附剂，特别涉及一种吸附纳米硒的活性炭及其生物合成与应用。

(二)背景技术

汞(Hg，又称水银)，是剧毒元素，对人体危害巨大。史上著名的日本水俣病事件就是因为Hg中毒造成的。因此Hg成为优先控制的剧毒污染物。

Hg被广泛应用于各行各业(表1)，在许多涉Hg行业车间，Hg蒸气浓度很高。工人在高Hg环境中工作，通常没有任何防范措施，或者是佩戴普通的口罩或常规防毒面具。普通口罩仅仅能防范灰尘等数百微米、毫米级的颗粒，对Hg蒸气没有任何防范作用；常规的防毒面具则多用活性炭作为内芯，对Hg具有一定的吸附能力，但是活性炭对Hg的吸附量非常有限，而且Hg很活跃，随着温度上升，很快又会释放出来，造成防毒面具失效。

表1.应用Hg的行业

因此，迫切需要研发新型吸附剂以高效、长期稳定地去除高Hg车间中的Hg蒸气，保障工人身体健康。

硒(Se)与Hg有超强的亲和力，相互反应可以形成溶解度极低的HgSe，因此Se也被用来修复环境中的Hg污染。同样的Se可望高效的吸收大气中存在的气态汞。

本发明拟基于Se与Hg的超强亲和力，应用以活性炭为载体的纳米Se制备适用于高Hg蒸气车间操作工人的口罩，以保障工人免遭Hg中毒。

(三)发明内容

本发明目的是提供一种利用生物法合成吸附附纳米硒的活性炭及其在吸附汞蒸气防止吸入人体中的应用。

本发明采用的技术方案是：

本发明提供一种吸附纳米硒的活性炭，所述吸附纳米硒的活性炭生物制备方法为：将柠檬酸杆菌接种至生长培养基，30℃、130rpm恒温振荡培养至OD600值为1.0-1.5，获得培养液a；向培养液a中加入活性炭，30℃、130rpm恒温振荡培养24h，再加入亚硒酸钠，30℃、130rpm恒温振荡培养48h，获得培养液b；将培养液b抽滤，取滤饼，干燥，获得所述吸附纳米硒的活性炭；所述生长培养基质量终浓度组成为：0.2-0.5％酵母浸粉、2-4g/L柠檬酸钠、0.05-0.3g/L氯化镁、1-2g/L磷酸氢二钾，溶剂为水，pH值自然；所述活性炭质量用量以所述的培养液a体积计为5-10g/L，所述亚硒酸钠加入量以所述的培养液a体积计为5-20mM。所述培养液a和培养液b是指不同时期获得的生物培养液，字母本身没有含义，所述活性炭在加入前先进行高温灭菌，优选70℃烘箱加热24h；所述亚硒酸钠加入前0.45μm泵头过滤灭菌。

进一步，所述活性炭质量用量以所述的培养液a体积计为5g/L，所述亚硒酸钠加入量以所述的培养液a体积计为10mM。

进一步，所述柠檬酸杆菌为柠檬酸杆菌(Citrobacter Werkman and Gillen)ATCC 133，购自美国模式培养物集存库，保藏号：ATCC 133。

进一步，所述生长培养基质量终浓度组成为：0.2％酵母浸粉、2.94g/L柠檬酸钠、0.1g/L氯化镁、1g/L磷酸氢二钾，溶剂为水，pH值自然。

进一步，所述活性炭粒度8-16目，比表面积为1200cm²/g。

进一步，所述抽滤是指用0.45微米滤膜真空抽滤。

本发明还提供一种所述吸附纳米硒的活性炭在吸附汞蒸气中的应用，所述吸附纳米硒的活性炭中纳米硒的质量吸附量为3.9～31.20％。

与现有技术相比，本发明有益效果主要体现在：

①该方法是国内外首次应用吸附化学法制备吸附纳米硒的活性炭，用于去除大气中的汞蒸气，与传统的应用硫磺来中和汞蒸气相比，在消除了硫磺气味带给人体不适影响的基础上，该方法具有更加高效、更加环保的优点。②在汞蒸气初始浓度为20000-30000ng/m³时，该方法高效除汞效率为96％-99％左右，节约成本。③尽管活性炭具有一定的吸附量，但活性炭吸附的Hg会再次释放出来，危害健康。

(四)附图说明

图1实施例1生物合成纳米硒SEM图。

图2实施例1生物合成纳米硒和吸附生物合成纳米硒的活性炭的XRD图。

(五)具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述，但本发明的保护范围并不仅限于此：

实施例1

(1)吸附纳米硒的活性炭