[发明专利]羧甲基纤维素稳定硫化亚铁/生物炭复合材料与微生物协同降解三氯乙烯的应用

权利要求书

1.一种羧甲基纤维素稳定硫化亚铁/生物炭复合材料与微生物协同降解三氯乙烯的应用，其特征在于，在厌氧环境下，将CMC-FeS@biochar复合材料投入到TCE水溶液中，反应时间为11~24 h，反应结束后，移除所述TCE水溶液中的CMC-FeS@biochar复合材料，再将所述TCE水溶液的pH调至6~9，在加入HRJ4细胞悬浮液后再反应7~24 h，其中，CMC-FeS@biochar复合材料加入到TCE水溶液中的投加量至少为0.015 g/L，所述HRJ4细胞悬浮液的OD600为0.05~0.5；HRJ4保藏日期：2014年12月5日，保藏编号：CGMCC NO. 10134；

所述CMC-FeS@biochar复合材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，制备生物炭：将小麦秸秆粉碎至粒径最大为2 mm，将粉碎后的小麦秸秆于40~100 ℃下烘干6~24小时，在限氧条件下，将烘干后的小麦秸秆于250~700℃温度下裂解2~6小时，裂解结束后，用0.1~1.0 M的HCl水溶液浸泡6~24小时，浸泡后再用蒸馏水反复清洗至清洗液的pH为中性，清洗后于40~100℃下烘干6~24小时，得到生物炭；

步骤2，在蒸馏水中通N₂ 10~60分钟，用于去除所述蒸馏水中的溶解氧，再加入FeSO₄·7H₂O，保持磁力搅拌和通入N₂，以使FeSO₄完全溶解，在保持继续通入氮气和磁力搅拌的条件下，加入CMC水溶液和步骤1所得生物炭，再逐滴加入Na₂S水溶液，反应至少10分钟后，停止通N₂，停止通N₂后再继续磁力搅拌至少30 min，磁力搅拌停止后密封静置12~24小时，静置后冷冻干燥，用蒸馏水反复清洗并离心分离，再次冷冻干燥，得到固体为CMC-FeS@biochar复合材料，其中，

所述Na₂S水溶液中的Na₂S的物质的量与所述FeSO₄·7H₂O的物质的量相同，用于生成FeS；

按质量份数计，所述FeS、CMC水溶液中的CMC和生物炭的比为（0.2~5）：（0.2~5）：1。

2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，在所述步骤1中，在限氧条件下，将烘干后的小麦秸秆于250~700℃温度下裂解2~6 小时的具体操作为：对烘干后的小麦秸秆表面通N₂以排走氧气，用铝箔纸密封放置有所述烘干后的小麦秸秆的陶瓷坩埚，再在陶瓷坩埚上加盖，将陶瓷坩埚置于炉中于250~700℃裂解2~6 小时，

所述Na₂S水溶液中Na₂S的浓度至少为0.0336 g/mL。

3.根据权利要求2所述的应用，其特征在于，在步骤1中，裂解时间为2 小时。

4.根据权利要求3所述的应用，其特征在于，所述CMC-FeS@biochar复合材料加入到TCE水溶液中的投加量为0.06 g/L。

5.根据权利要求4所述的应用，其特征在于，所述TCE水溶液中TCE的浓度为1~20 mg/L；投入TCE水溶液中的所述HRJ4细胞悬浮液的体积份数与该TCE水溶液的体积份数的比至少为0.005：1。

6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，所述厌氧环境为：在将CMC-FeS@biochar复合材料投入到TCE水溶液之前，用N₂通入所述TCE水溶液中至少10分钟；在将降解TCE的材料投入到TCE水溶液之后，密封装有所述TCE水溶液的容器，其中，降解TCE的材料为CMC-FeS@biochar复合材料和HRJ4细胞悬浮液。

7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，移除所述TCE水溶液中的CMC-FeS@biochar复合材料的方法为：使用亲水PTFE过滤器过滤TCE水溶液。