[发明专利]一种多功能生物吸附材料及其制备方法

摘要

本发明提供一种多功能生物吸附材料，其制备方法包括以下步骤：以α‑酮戊二酸缩壳聚糖为载体，重金属离子为印迹模板，通过重金属离子印迹技术得到离子印迹材料，然后将所述离子印迹材料和磁性纳米Fe₃O₄进行交联反应得到磁性离子印迹材料，最后通过固化反应使所述磁性离子印迹材料包覆在粘质沙雷氏菌菌体表面。得到的多功能生物吸附材料集高吸附低成本、高选择低污染、高分离低损耗等诸多优点于一身，同时具有磁性材料及生物吸附材料的优势，可同时实现磁性分离、选择性识别、可循环回收利用等多种功能；且方法简便、成本低廉、绿色环保、不会造成二次污染，可广泛用于各种特定重金属工业废水的处理，为工业废水的处理提供了一种新材料。

主权项

1.一种多功能生物吸附材料的制备方法，所述多功能生物吸附材料以粘质沙雷氏菌(Serratia marcescens)为核心材料，在所述粘质沙雷氏菌菌体表面包覆一层磁性离子印迹材料；所述磁性离子印迹材料以α‑酮戊二酸缩壳聚糖为载体，在所述α‑酮戊二酸缩壳聚糖中负载有重金属铅离子印迹和磁性纳米Fe3O4，所述制备方法包括以下步骤：将α‑酮戊二酸缩壳聚糖溶解于乙酸溶液中，与重金属离子溶液进行混和，将得到的混合溶液调节pH至5～7后，置于20～25℃的恒温条件下振荡8～10h，待吸附达到平衡后调节pH至9～10，使负载有重金属离子印迹的α‑酮戊二酸缩壳聚糖析出得到离子印迹材料，对所述离子印迹材料依次使用蒸馏水、乙醇和乙醚进行充分洗涤，直至滤液中检测不到多余的重金属离子为止，然后往离子印迹材料中加入磁性纳米Fe3O4和交联剂，在28～30℃恒温条件下匀速搅拌使其进行交联反应2.5～3.5h，得到所述的磁性离子印迹材料；最后通过固化反应使所述磁性离子印迹材料包覆在粘质沙雷氏菌菌体表面，即得到所述的多功能生物吸附材料；所述重金属离子溶液中所含重金属离子为Pb2+；所述重金属离子溶液的浓度为800～1200mg/L；所述α‑酮戊二酸缩壳聚糖中所含氨基的摩尔数与重金属离子溶液中所含重金属离子的摩尔数的比值为0.20～0.50；所述交联剂为环氧氯丙烷；所述α‑酮戊二酸缩壳聚糖中所含氨基的摩尔数与交联剂的摩尔数的比值为2.0～4.0；所述磁性纳米Fe3O4与α‑酮戊二酸缩壳聚糖的质量配比为1.5～2.5:1；所述的磁性纳米Fe3O4的制备方法包括以下步骤：将七水硫酸亚铁溶于去离子水中，加入聚乙二醇水溶液，搅拌混匀，于常温下恒温水浴，在搅拌条件下滴加氨水溶液，至溶液pH为9～10，然后加入双氧水溶液，将混合溶液转移至高压反应釜中，于150～170℃下恒温反应，再用蒸馏水洗涤，离心分离，并用无水乙醇洗涤，干燥，研磨得所述磁性纳米Fe3O4；所述的粘质沙雷氏菌菌体的制备方法包括以下步骤：将粘质沙雷氏菌菌种接种在固体培养平板表面，置于30℃的生化培养箱中，培养24h后取出，刮取培养基表面的细菌层，置于干燥箱中干燥，然后进行研磨，即得干燥的粘质沙雷氏菌菌体粉末。