[发明专利]一种磁性微藻生物吸附絮凝剂及其吸附废水中铬的方法

权利要求书

1.一种磁性微藻生物吸附絮凝剂，其特征在于：所述磁性微藻生物吸附絮凝剂包括微藻、磁性Fe₃O₄纳米粒子、魔芋葡甘聚糖和改性碳纤维；所述改性碳纤维和魔芋葡甘聚糖的质量比为1:6~8；所述改性碳纤维为氨基改性的碳纤维，其制备方法包括以下步骤：

a.羧基化改性：以石墨为阴极，碳纤维为阳极，以浓度为3~7wt%的碳酸铵为电解液，在电流强度为0.6~1A的条件下氧化60~120s，得到羧基化改性的碳纤维；

b.酰氯化改性：将羧基化改性的碳纤维加入SOCl₂和N,N-二甲基甲酰胺的混合液中，每克羧基化改性的碳纤维需要30~35mL的SOCl₂和0.1~0.5mL的N,N-二甲基甲酰胺，在65~75℃搅拌20~30h，冷却后在惰性气氛下用无水四氢呋喃洗涤过滤，烘干得酰氯化改性的碳纤维；

c.氨基改性：将酰氯化改性的碳纤维加入乙二胺中，每克酰氯化改性的碳纤维需要25~35mL乙二胺，在100~120℃条件下反应70~75h，冷却后在惰性气氛下用无水四氢呋喃洗涤过滤，烘干得氨基改性的碳纤维。

2.如权利要求1所述的一种磁性微藻生物吸附絮凝剂，其特征在于：所述磁性微藻生物吸附絮凝剂的制备方法包括以下步骤：

（1）将微藻接种在BG11培养基中，在温度为20~30℃、震荡频率为100~220rpm、光照条件50~150μmolm⁻² s⁻¹的条件下培养至浓度为5×10⁷~8×10⁷个/mL；

（2）向培养基中加入磁性Fe₃O₄纳米粒子，恒温震荡2~4天，得微藻与磁性Fe₃O₄纳米粒子的聚合物溶液；

（3）向聚合物溶液加入魔芋葡甘聚糖和改性碳纤维混合均匀，得混合液，将混合液进行真空干燥，得磁性微藻生物吸附絮凝剂。

3.如权利要求2所述的一种磁性微藻生物吸附絮凝剂，其特征在于：步骤（2）中，所述磁性Fe₃O₄纳米粒子的加入量为每升藻液中添加0.1~0.3g；磁性Fe₃O₄纳米粒子的制备方法为：用FeCl₃、FeSO₄和盐酸配制酸性铁盐溶液，使Fe³⁺、Fe²⁺和HCl的摩尔比为2~3:1:1，将铁盐溶液滴加到质量分数为20~30%的氨水中，铁盐溶液和氨水的体积比为1:4~6，搅拌均匀，待产物颜色变棕色后，静置沉淀并进行磁力分离，将多余的液体倒去，用磁铁吸住底部的沉淀并加入蒸馏水清洗3~4次，过滤获得Fe₃O₄，真空冷冻干燥36~72h，制得磁性Fe₃O₄纳米粒子。

4.如权利要求2所述的一种磁性微藻生物吸附絮凝剂，其特征在于：步骤（3）中，所述混合液中魔芋葡甘聚糖的浓度为2~3wt%。

5.如权利要求1所述的一种磁性微藻生物吸附絮凝剂，其特征在于：所述微藻为小球藻、栅藻、葡萄藻中的至少一种。

6.一种如权利要求1~5任一所述的磁性微藻生物吸附絮凝剂吸附废水中铬的方法，其特征在于所述方法为：将磁性微藻生物吸附絮凝剂加入含铬废水中，震荡，吸附完成后对废水中的微藻生物吸附剂进行快速磁力分离，采用原子吸收分光光度法测定废水中总铬浓度，计算去除率。

7.如权利要求6所述的一种磁性微藻生物吸附絮凝剂吸附废水中铬的方法，其特征在于：所述吸附条件为pH：8.5~10.0，温度：30~35℃，废水中总铬浓度10~40mg/L，磁性微藻生物吸附絮凝剂投加量：20~30g/L，震荡吸附频率：150~200rpm，震荡吸附时间30~120min。