[发明专利]一种固定化炭藻材料及其制备方法、用途

权利要求书

1.一种固定化炭藻材料，其特征在于，所述固定化炭藻材料是以凝胶微球包埋微藻和生物炭的固定化微球体。

2.根据权利要求1所述的固定化炭藻材料，其特征在于，形成所述固定化微球体的微藻浓缩液：生物炭(mL：g)为10:(0.2-0.4)，所述微藻浓缩液的密度为9.0×10⁸cell/ml；

优选地，所述固定化微球体的粒径为3-4mm。

3.根据权利要求1或2所述的固定化炭藻材料，其特征在于，所述凝胶微球是以海藻酸钠为凝胶载体，以氯化钙为交联剂形成；

优选地，所述海藻酸钠与所述氯化钙的质量比为(1-5):1，形成所述凝胶微球的海藻酸钠溶液的浓度为0.03-0.05g/mL，形成所述凝胶微球的氯化钙为溶液的浓度为0.01-0.03g/mL。

4.根据权利要求1-3任一项所述的固定化炭藻材料，其特征在于，所述微藻为蛋白核小球藻。

5.权利要求1-4任一项所述的固定化炭藻材料在如下a₁-a₂至少一种中的用途：

a₁,在废水处理中的用途；

a₂,在去除氮、磷、有机碳和/或重金属中的用途。

6.一种固定化炭藻材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

对微藻进行前处理，得到微藻浓缩液；

混合生物炭与所述微藻浓缩液，得到炭藻混合液；

向所述炭藻混合液中加入凝胶载体溶液，搅拌均匀，得到凝胶载体与炭藻的混合溶液；将所述凝胶载体与炭藻的混合溶液滴入交联剂溶液中，使凝胶载体交联为凝胶微球，凝胶微球包埋生物炭与微藻形成固定化微球体，即为所述固定化炭藻材料。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述生物炭的制备方法包括以下步骤：

取植物枝干，在550℃～600℃的温度和缺氧条件下进行热分解处理，然后继续在300℃的温度下进行加热处理，得到粉末状的生物炭；

优选地，所述热分解处理的时间为8小时，所述加热处理的时间为8小时。

8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述微藻前处理的步骤包括：

在温度为24～26℃，光照为5000lux，光暗比为12h昼：12h夜的条件下培养微藻，得到密度达1.8×10⁷cell/ml的藻液；

在5000r/min的条件下对藻液进行离心处理，弃去上清，将下层微藻洗涤后重悬，得到密度达9.0×10⁸cell/ml的微藻浓缩液。

9.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述凝胶载体溶液的制备步骤包括：向海藻酸钠中加入水，得到海藻酸钠溶液；在121℃的温度条件下对所述海藻酸钠溶液进行灭菌处理，使所述海藻酸钠溶液溶解为凝胶状的凝胶载体溶液；优选地，所述海藻酸钠溶液的浓度为0.03-0.05g/mL；

所述交联剂溶液的制备步骤包括：向无水氯化钙中加入水，搅拌，使所述无水氯化钙溶解，得到氯化钙溶液，即为所述交联剂溶液；优选地，所述氯化钙溶液的浓度为0.01-0.03g/mL。

10.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括：

将所述固定化微球体在4℃的温度条件下静置耦合24h后，清洗所述固定化微球体，然后置于4℃的生理盐水中浸泡24h，清洗浸泡后的固定化微球体，得到稳定耦合的固定化炭藻材料。