[发明专利]一种氨化菌丝体吸附剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于水处理吸附技术领域。特别涉及可以用来吸附去除废水中含有阴离子内分泌干扰物的一种氨化菌丝体吸附剂的制备方法。

背景技术

菌丝体是酿造和制药行业的副产品，部分作为动物饲料，大部分被丢弃，不仅浪费资源，还污染环境。近年来，利用菌丝体作为重金属的吸附剂引起人们的普遍关注，但由于原菌丝体表面的官能团密度低，其吸附量往往不高(通常小于20mg/g)。因此，通过表面改性提高菌丝体的吸附能力成为研究的热点。

最常见的是用NaOH处理菌丝体，以提高其吸附能力。谭天伟等人报道了用0.5M NaOH处理菌丝体3小时，洗净干燥后，该吸附剂对Ni²⁺的吸附量达到20mg/g左右(BioseparationEngineering，2000，169-173)。屠娟等人在“非活性根霉菌对废水中重金属离子的吸附”(环境科学，1994，16(1)，12-15)中报道了0.5M NaOH处理后的菌丝体的吸附量提高了25％。据报道，磷酸基，氨基，羧基等官能团嫁接到材料表面能提高菌丝体的吸附能力。Klimmek等人(Environmental Science and Technology，2001，35，4283-4288)报道了海藻(Lyngbyataylorii)经磷酸化处理后，最大吸附量显著提高。Bai and Abraham(Water Research，2002，36，1224-1236)的研究发现真菌(Rhizopus nigricans)菌丝体引入氨基和羧基后，用来吸附六价铬的最大吸附量达到200mg/g。研究表明(Water Research，2003，37，4544-4552)，用表面活性剂(溴化十六碳烷基三甲胺)和阳离子聚电解质改性拟青霉菌丝体，能显著提高阴离子As(V)的吸附能力，在pH＝3时，最大吸附量达到57.85mg/g。谭天伟等(Enzyme andmicrobial Technology，2004，35，508-513)报道了利用氨水能够氨化拟青霉菌丝体，提高菌丝体表面的氨基密度，从而提高了菌丝体对重金属Ni²⁺的吸附量；他们也利用分子印迹技术将壳聚糖包覆在菌丝体表面，用来处理含重金属的污水(付志高，苏海佳，谭天伟，化工学报，2004，55，958-962)。目前报道的菌丝体吸附剂主要用来吸附重金属，很少用来吸附去除有机污染物。

氨基不仅能和金属离子络合，而且很容易质子化，通过静电作用吸附水中阴离子污染物。由于水中的胶体通常带有负电荷，带有正电荷的吸附剂很容易吸附阴离子污染物。将氨基嫁接到材料表面可以制得表面带正电的吸附剂。

很多研究者针对菌丝体进行了多种化学改性，其目的是提高其表面的官能团密度，进而提高菌丝体吸附剂的吸附量。由于菌丝体的比表面积较小，吸附主要发生在菌丝体表面，因此，传统化学反应对菌丝体表面的官能团密度提高程度有限，导致吸附量增加不显著。

发明内容

本发明的目的是提供一种氨化菌丝体吸附剂的制备方法，通过在特定条件下将含氨基大分子嫁接到菌丝体表面，得到表面带正电荷的氨化菌丝体吸附剂，从而进一步提高菌丝体吸附剂的吸附能力。

本发明的技术方案如下：

一种氨化菌丝体吸附剂的制备方法，其特征在于该方法按如下步骤进行：

1)以菌丝体为原料，将菌丝体灭菌后用去离子水洗净，冷冻干燥后保存于干燥器中；

2)将干菌丝体加入到氯仿或二甲基甲酰胺有机溶剂中，菌丝体与有机溶剂的重量体积比为1～2.5g/100mL，然后逐滴加胶联剂，胶联剂与菌丝体的体积重量比为0.5～4mL/g，容器密封后在25～100℃下反应8～24h后，过滤菌丝体，并用氯仿或二甲基甲酰胺有机溶剂清洗；

3)将步骤2)得到的菌丝体放入含氨基大分子的氯仿或二甲基甲酰胺溶剂中，所述含氨基大分子与有机溶剂的重量体积比为5～20g/100mL，菌丝体与有机溶剂的重量体积比为0.5～2g/100mL，然后在80～100℃反应10～24h；过滤得到菌丝体，先用甲醇，后用去离子水洗净菌丝体表面没有反应的试剂，得到氨化菌丝体吸附剂，冷冻干燥至恒重。

本发明中所用的菌丝体为青霉菌或柠檬酸菌菌丝体。所用的胶联剂为氯乙酰氯、氯丙酰氯、氯丁酰氯或环氧氯丙烷。所用的含氨基的大分子为聚乙烯亚胺、多乙烯多胺、双胺丁烷聚丙烯亚胺或聚酰胺-胺。

本发明与现有技术相比，具有以下优点及突出性效果：