[发明专利]一种具有双亲特性的抗菌型改性麦秆生物炭的制备方法

说明书

本发明涉及一种具有双亲特性的抗菌型改性麦秆生物炭的制备方法，通过制备麦秆生物炭，再与Zn(NO₃)₂进行改性反应获得改性麦秆生物炭CWS/ZnO，制备得到的抗菌型改性麦秆生物炭不仅可以吸附重金属离子，细菌毒性等有害物质而且可以杀死污水中的细菌，具有多重综合效益，对革兰氏阳性金黄色葡萄球菌和革兰氏阴性大肠杆菌有100％抗菌性能。

技术领域

本发明属于生物材料领域，具体涉及一种具有双亲特性的抗菌型改性麦秆生物炭的制备方法。

背景技术

小麦是世界上主要的农业作物之一，麦秆是小麦的主要剩余部分，具有柔韧的中空结构，可以灵活地编织成不同的形状，而且麦秆在碳化后具有良好的导电性。不幸的是，虽然麦秆是一种来源丰富，廉价，可再生的材料，但麦秆的循环利用并不乐观，农民仍然选择在田间焚烧麦秆，给当地的空气造成严重的污染。另一方面，生物炭功能材料具有各种有益的性能(例如，低成本、高孔隙率、环境友好、优异的热稳定性、良好的物理/化学表面特性)。基于各种各样的功能材料，化学改性的生物炭可归为以下四类，磁性生物炭复合材料，无机物涂层生物炭和纳米材料涂层生物炭。这些功能材料包括：化学试剂(如 NaOH，KOH，H₂O₂，H₃PO₄)，磁性离子(如FeSO₄，FeCl₃，FeCl₂)，无机金属盐(如AlCl₃，MnCl₂，MnOx，ZnCl₂，KMnO₄，Co(NO₃)₂) 和功能材料(如壳聚糖，石墨烯，氧化石墨烯，碳纳米管，ZnS纳米晶体)，它们对重金属离子和有机污染物具有有效的吸附能力，譬如， Cd(II)，Cu(II)，Mn(II)，Sr(II)，Pb(II)离子和罗丹明B 染料等。许多研究人员已经投入很多努力使用生物炭功能材料去除各种农业废水。

但是农业废水具有以下特点：来源广泛(例如，水产养殖、农作物种植、牲畜和家禽养殖以及农产品加工业)且成分复杂，不仅含有重金属离子、有机污染物等，还有各种有害细菌。如何使得生物炭功能材料在吸附重金属离子的同时兼具抗菌性能，这对于生物炭功能材料来说，是新功能的拓展。因此制备一种具有双亲特性的抗菌型改性麦秆生物炭具有重要意义。现有的公开技术尚未有双亲特性的抗菌型改性麦秆生物炭的报道。

发明内容：

针对背景技术中所提出的问题，本发明提出一种具有双亲特性的抗菌型改性麦秆生物炭的制备方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种具有双亲特性的抗菌型改性麦秆生物炭的制备方法，由以下步骤组成：

用蒸馏水将麦秆WS(Wheat straw)洗涤数次以除去大部分污垢颗粒，然后在烘箱中干燥24小时。之后，将麦秆切割成长度约3.8cm 的分段物，置于真空管式炉中，在氮气气氛中，以5℃/min的升温速度，将温度升到800℃，接着在800℃下煅烧1个小时，然后以5℃/min 的降温速度，将温度降到300℃，直之冷却到室温。取出后，可以看到麦秆从原来的浅黄色变为黑色，获得麦秆生物炭CWS(Carbonized wheat straw)。