[发明专利]一种微生物固定化材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种微生物固定化材料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

（1）气凝胶预处理：将气凝胶置入醋酸溶液中水浴震荡，取出洗涤至pH中性；（2）腐殖酸改性：将腐殖酸溶于Fe(OH)₃溶液中，加入气凝胶，在50～70℃水浴反应后，洗涤至中性得到改性气凝胶；（3）金属离子负载：采用浸渍法在改性气凝胶上负载金属离子，然后进行热处理；金属离子为Cu²⁺、Fe²⁺、Mg²⁺中的至少一种；（4）将步骤（3）产物进行干燥，得到固定化材料；

步骤（1）所述醋酸溶液浓度为1.0～2.0mol/L；将气凝胶浸没于醋酸溶液进行水浴，水浴温度为30～50℃，震荡1.0～2.0h；将气凝胶取出，用去离子水冲洗至冲洗水的pH值为6.5～7.5；

步骤（2）所述Fe(OH)₃溶液的浓度为0.5～0.8mol/L；Fe(OH)₃溶液与腐殖酸的质量比为1:1～3:1；在50～70℃下水浴震荡3～5h，取出后用去离子水冲洗至冲洗水pH值为6.5～7.5，得到改性气凝胶；

步骤（3）所述金属离子负载采用该金属的可溶性盐溶液，金属离子溶液的浓度为4-10mol/L；浸渍法是在60-70℃下搅拌或震荡6-10h；

步骤（4）在100～120℃恒温干燥1～2h。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（1）所述气凝胶为碳气凝胶、硅气凝胶、纤维素气凝胶中的至少一种。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：步骤（1）所述气凝胶为碳气凝胶。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（3）所述的金属离子为Fe²⁺。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（3）在含金属离子的浸渍液中加入甜菜碱，甜菜碱的加入量与金属离子的质量比为1:1-1:5。

6.一种微生物固定化材料，其特征在于是权利要求1-5任意一项所述方法制备的。

7.根据权利要求6所述的固定化材料，其特征在于：所制备固定化材料中，气凝胶的密度为100-1000kg/m³，其中金属含量以氧化物计占改性气凝胶质量的1-20%，腐殖酸占改性气凝胶质量的0.1-10%。

8.根据权利要求7所述的固定化材料，其特征在于：所制备固定化材料中还包括甜菜碱，占改性气凝胶质量的0.1-10%。

9.根据权利要求6-8任意一项所述固定化材料的应用，其特征在于：用于固定化硝化菌，将固定化材料按固液比1:5-10与硝化细菌悬液混合进行固定化反应，当氨氮浓度达300-500mg/L、24h内氨氮去除率大于90%时，完成用于含氨废水处理氨氮降解菌的固定化。