[发明专利]一种处理水体污染物的酵母菌载纳米铁

说明书

本发明提供一种处理水体污染物的酵母菌载纳米铁，具体为一种以废弃烟叶提取物为还原剂和稳定剂，将酵母菌吸附的亚铁盐或铁盐原位还原得到的酵母菌载纳米铁。通过调节酵母菌载体与亚铁盐或铁盐的质量比，和/或通过调节烟叶提取物的用量，和/或通过调节反应时间，和/或通过调节搅拌或振荡速度来控制纳米铁的反应活性。酵母菌载纳米铁制备不需要任何有毒的试剂，在室温常压下使用常规仪器便能完成，不仅能实现废弃烟叶的资源化利用，降低纳米铁的制备成本，而且能广泛用于去除水体中的重金属离子污染和降解有机污染物。在酵母菌的多孔结构以及烟叶提取物的双重作用下，该酵母菌载纳米铁能够在空气中稳定储存60天以上。

技术领域

本发明提供一种处理水体污染物的酵母菌载纳米铁，具体为一种以废弃烟叶提取物为还原剂和稳定剂，将酵母菌吸附的亚铁盐或铁盐原位还原得到的酵母菌载纳米铁。将其与水体混合后，直接达到去除水体中的重金属离子污染和降解有机污染物的目的。属于环境功能材料制备和水处理技术领域。

背景技术

近年来，纳米铁的高还原性和吸附性使其在环境污染物处理中的应用研究越来越广泛。目前，纳米铁的制备大多以有毒的硼氢酸钠或硼氢酸钾还原铁盐或亚铁盐，需要外加聚合物或表面活性剂作纳米铁的包裹剂或稳定剂，存在成本高、污染环境等问题。以植物提取物代替硼氢酸钠或硼氢酸钾制备纳米铁则能弥补该不足。专利CN201710245090.4公开了一种以80℃水提取的绿茶提取物为还原剂、分散剂和掩蔽剂制备纳米铁粉的方法，用于沥青抗老化和还原路面重金属离子；专利CN201610274411.9公开了一种用茶树叶水提取液合成的纳米铁去除p,p’-DDT的方法；专利CN201510824709.8和CN201510824685.6则分别公开了一种利用绿茶水提取液合成纳米铁镍双金属材料和纳米铁铜双金属材料的方法，这两种双金属材料都能用于修复土壤和地下水中的铬污染，但都需要加入聚乙烯吡咯烷酮、羧甲基纤维素钠等作为分散剂和稳定剂；此外，专利CN201410112823.3和CN201310141406.7则分别公开了一种利用山竹果皮和猴欢喜树叶的热水提取液绿色合成纳米铁的方法。

酵母菌具有多孔网状结构及丰富的氨基、羟基、羧基和磷酸基团，是一种天然的生物吸附剂。将植物提取物还原亚铁盐或铁盐制备的纳米铁负载到酵母菌上，制成酵母菌载纳米铁，不仅成本低廉，绿色环保，而且能减少纳米铁颗粒间的团聚，同时发挥酵母菌的吸附作用和纳米铁的还原作用，提高纳米铁的使用效率。现有技术还没有公开以废弃烟叶提取物为还原剂和稳定剂制备酵母菌载纳米铁及其用于处理水体污染物的方法。

发明内容

针对纳米铁制备成本高、污染环境的状况，本发明要解决的技术问题是提供一种处理水体污染物的酵母菌载纳米铁，该酵母菌载纳米铁是以废弃烟叶提取物为还原剂和稳定剂，将酵母菌吸附的亚铁盐或铁盐原位还原所得。通过调节酵母菌载体与亚铁盐或铁盐的质量比，和/或通过调节烟叶提取物的用量，和/或通过调节反应时间，和/或通过调节搅拌或振荡速度来控制纳米铁的反应活性。

因此，本发明的第一个目的是提供一种用于处理水体污染物的酵母菌载纳米铁，是以废弃烟叶提取物为还原剂和稳定剂，将酵母菌吸附的亚铁盐或铁盐原位还原所得。

本发明的第二个目的是提供一种利用废弃烟叶提取物制备酵母菌载纳米铁的方法，包括以下步骤：

(1)烟叶处理：将已洗掉杂质的烟叶自然晾干后，于50℃下烘干、粉碎过200目筛，密封待用；

(2)烟叶提取物制备：将上述步骤(1)中得到的烟叶粉末与提取溶剂按照质量体积比为1:5～1:40(单位为g·mL^-1)，加入到250mL锥形瓶中，超声提取10～40min或室温振荡提取1～8h，离心分离后，清液用旋转蒸发仪在38℃以下浓缩至10mL；

(3)酵母菌载体制备：按常规方法培养酵母菌，将所得的酵母菌离心，洗涤后，冷冻干燥得酵母菌载体；