[发明专利]一种氧化石墨烯微生物复合材料的制备方法及其应用

摘要

本发明公开了一种氧化石墨烯微生物复合材料的制备方法及其应用，包括如下步骤：(1)制备氧化石墨烯悬浮液；(2)对剩余活性污泥进行预处理；(3)氧化石墨烯微生物复合材料的制备。本发明将剩余活性污泥与氧化石墨烯混合制备一种石墨烯/微生物复合材料，将成本低的废弃物剩余污泥资源化利用，操作简单，成本低廉，无环境污染，可以变废为宝。

主权项

1.一种氧化石墨烯微生物复合材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：(1)制备氧化石墨烯悬浮液，包括如下步骤：将高纯鳞片石墨置于反应容器中，缓慢加入混合酸中，再分2‑3次缓慢加入KMnO₄，随后在40～60℃的水浴锅里恒温加热搅拌8～16h，冷却至室温后，倒入冰水中，逐滴加入过氧化氢溶液，边加边搅拌，直至物料的颜色由绿褐色变为金黄色，静置10‑12h，倒掉上层黄色液体，依次用稀盐酸和去离子水洗涤至上清液的pH值为3～7，然后超声处理得到氧化石墨烯悬浮液，其分散浓度为3～9g/L，该氧化石墨烯悬浮液中的氧化石墨烯的层间距和片层大小分别在0.7～0.9nm和300～1200nm；(2)对剩余活性污泥进行预处理：将取自污水厂的剩余活性污泥连续曝气1～2d，消耗尽原有的有机物后停止曝气静置30‑40min，倒掉上清液，再添加模拟污水的培养基至原有的体积，继续曝气1～2d，重复该步骤7～30天至剩余活性污泥的MLSS稳定在2～7g/L，pH为7～8，且剩余活性污泥的颜色由黑色变为土黄色，获得剩余活性污泥悬浮液；(3)氧化石墨烯微生物复合材料的制备，包括如下步骤：a、将上述氧化石墨烯悬浮液和上述剩余活性污泥悬浮液加入新鲜的上述培养基中，使其中的氧化石墨烯的浓度为0.3‑0.4g/L，混匀密封后于27‑29℃厌氧培养5‑8d至形成水凝胶状的黑色块状物；b、将上述黑色块状物用超纯水清洗后，浸泡于超纯水中进行透析，以除去多余的上述培养基；c、将步骤b所得的物料冷冻20‑25h后，进行冷冻干燥；d、在氮气或惰性气体气氛中，将步骤c所得的物料升温至600‑800℃后炭化，冷却至室温后，即得所述氧化石墨烯微生物复合材料。