[发明专利]一种微生物表面电镀包覆磁性材质的方法及其装置

摘要

本发明公开了一种微生物表面电镀包覆磁性材质的方法及其装置。该方法有五个步骤：步骤一，模板预处理；步骤二，模板导电处理；步骤三，磁性材质包覆；步骤四，脱水处理；步骤五，真空干燥。本发明装置包括电镀槽、隔膜、振动装置、搅拌器、电极及循环泵等。电镀槽由圆形隔膜分割成一个阴极槽和一个阳极槽；阴极槽中设有多层圆筒形铜网电极，其夹具顶部连接振动装置；铜网电极中心设有一个机械搅拌器；阳极槽底部有一支架，固定着一个六孔圆筒形石墨电极；循环泵通过设有阀门的两个管道与阳极槽两侧连接。本发明取材方便，工艺稳定，能够有效避免电镀过程中微生物发生聚结，并保持微生物原始形体特征。

主权项

一种微生物表面电镀包覆磁性材质的方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：步骤一：模板预处理所述生物模板没有特别限定，为微生物活性细胞体，或者为无机生物模板；根据所选用的微生物模板类型，采用不同的预处理工艺：(A)对于微生物活性细胞体模板，将微生物细胞经磷酸缓冲液清洗，再在温度为3℃～5℃及浓度为2wt％～3wt％的戊二醛溶液中固定4h～6h，之后用去离子水反复清洗、过滤2～4次，备用；生物模板与戊二醛溶液的用量为：1g生物模板需15mL～20mL戊二醛溶液；(B)对于无机生物模板，在温度为30℃～35℃、搅拌速度为150r/min～300r/min条件下偶联4h～6h，然后在真空度为‑0.05MPa～‑0.1MPa、温度为110℃～120℃下干燥3h～4h；所使用的偶联液为0.5wt％～2wt％的γ‑氨丙基三乙氧基硅烷无水乙醇溶液；生物模板与偶联溶液的用量为：1g生物模板需15mL～30mL偶联溶液；步骤二：模板导电处理(A)将步骤一得到的生物模板放入胶态钯活化液中，在温度为20℃～40℃、搅拌速度为150r/min～300r/min条件下活化5min～15min，之后采用200目～400目的绢筛或丝绸网进行过滤，并用去离子水充分清洗2～4次；生物模板与胶态钯活化液的用量为：1g生物模板需15mL～30mL胶态钯活化液；(B)将经过步骤二之(A)后得到的生物模板放入浓度为20g/L～30g/L的次亚磷酸钠水溶液中，在搅拌速度为150r/min～300r/min条件下常温处理0.5min～1.5min，然后采用200目～400目的绢筛或丝绸网进行过滤，并用去离子水充分清洗2～4次制得活化生物模板；生物模板与次亚磷酸钠水溶液的用量为：1g生物模板需15mL～30mL次亚磷酸钠水溶液；(C)将经过步骤二之(B)后得到的生物模板放入化学镀铜液中，在温度为25℃～30℃、搅拌速度200r/min～300r/min条件下施镀5min～30min，使生物模板表面包覆一层连续的铜导电层；生物模板与化学镀铜液的用量为：1g生物模板需50mL～200mL化学镀铜液；步骤三：磁性材质包覆将步骤二得到的导电生物模板放入实现微生物表面电镀包覆磁性材质装置的阴极槽中，开启该装置的搅拌器和加热套，待达到所需温度时，再依次开启该装置的振动装置、循环泵、直流电源，开始施镀；电流密度设定为1A/dm2～15A/dm2，电镀液温度为30℃～70℃，搅拌速度为100r/min～600r/min，电镀时间为30min～240min，振幅为0.05mm～0.5mm，振动频率为5Hz～50Hz；步骤四：脱水处理将步骤三得到的磁性生物模板用去离子水彻底清洗，然后在搅拌速度为50r/min～200r/min条件下，依次加入到50％、75％、95％、100％乙醇溶液中分别脱水10min～15min，最后采用200目～400目的绢筛或丝绸网进行过滤、收集；生物模板与乙醇溶液的用量为：1g生物模板需10mL～20mL乙醇溶液；步骤五：真空干燥将步骤四得到的磁性生物模板在真空度为‑0.05MPa～‑0.1MPa、温度为110℃～120℃下干燥3h～4h，随炉冷却后得到生物型电磁吸波微粒。