專利名稱：高效快速吸附重金屬離子的細(xì)菌纖維素懸浮液制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種細(xì)菌纖維素懸浮液制備方法，特別是涉及一種高效快速吸附重金屬離子的細(xì)菌纖維素懸浮液制備方法。
背景技術(shù)：
目前，我國城市正面臨著水資源緊缺的問題，并且威脅到了城市的遠(yuǎn)期發(fā)展。城市污水經(jīng)三級處理即可滿足對水質(zhì)要求不高的工業(yè)冷卻水、農(nóng)業(yè)灌溉用水和市政雜用水，從而可以將潔凈的水替換出來，達(dá)到節(jié)約水資源的目的。但某些進(jìn)入污水廠的污水中含有重金屬離子，這些重金屬離子在普通的二級處理中只能去除一小部分，其余則流出系統(tǒng)，對水體產(chǎn)生污染，其后果不堪設(shè)想，例如在工業(yè)冷卻水中如果存在重金屬離子，會對生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行破壞，并且對人體產(chǎn)生不良影響；如果在回用灌溉水中有重金屬離子存在，會在植物中沉積，通過食物鏈進(jìn)入人體，從而對人體產(chǎn)生危害。
據(jù)文獻(xiàn)報(bào)導(dǎo)，治理含重金屬離子廢水的方法有很多，其中應(yīng)用最廣泛的是化學(xué)沉淀法處理重金屬離子廢水，這類藥劑多屬于化學(xué)品如氫氧化鈉、氫氧化鈣等，其生產(chǎn)過程本身就會對環(huán)境造成污染，而且在治理重金屬離子廢水時(shí)所產(chǎn)生的含重金屬的沉降物不穩(wěn)定，容易溶解造成二次污染。在化學(xué)沉淀法處理重金屬離子廢水的實(shí)際使用過程中由于不同的重金屬離子生成氫氧化物沉淀時(shí)的最佳pH值不同，以及某些重金屬離子可能與溶液中的其他離子形成絡(luò)合物(增加了它在水中的溶解度)，所以處理效果往往不理想。對重金屬離子回收比較有效的方法是利用高分子接枝反應(yīng)直接或間接在植物纖維素結(jié)構(gòu)上引入吸附性功能基，然而對纖維素的改性也是一個(gè)復(fù)雜而耗時(shí)的過程。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種高效快速吸附重金屬離子的細(xì)菌纖維素懸浮液制備方法，以彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的不足或缺陷，滿足生產(chǎn)和生活的需要。
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案高效快速吸附重金屬離子的細(xì)菌纖維素懸浮液制備方法，包括如下步驟(1)細(xì)菌纖維素置于50～100℃，濃度為1～10％的堿溶液中，加熱20～60min，然后用去離子水和濃度為0.1～1％的酸溶液反復(fù)沖洗；(2)將沖洗干凈的細(xì)菌纖維素置于打漿機(jī)內(nèi)，轉(zhuǎn)速為300～500r/min，時(shí)間為5～15min，形成乳濁液；(3)將所得乳濁液置于離心機(jī)內(nèi)，轉(zhuǎn)速為100～700r/min，獲得上層懸浮液；(4)將獲得的懸浮液保存于冰箱內(nèi)，冰箱溫度控制在4～10℃。
作為優(yōu)選的技術(shù)方案所述的產(chǎn)細(xì)菌纖維素的菌種包括木醋桿菌(Acetobacter xylinum)、產(chǎn)醋桿菌(A.acetigenum)、醋化桿菌(Acetobacteraceti)、巴氏醋桿菌(Acetobacter pasteurianus)、葡萄糖桿菌(Gluconobaterspp)、農(nóng)桿菌(Agrobaterium tumefaciens)、根瘤菌(Rhizobium trifolii)、八疊球菌(Sarcina ventriculi)、洋蔥假單胞菌(Seudomonas cepacia)、椰毒假單胞菌(P.cocovenenans)、空腸彎曲菌(Campyiobater jejuni)中的一種或幾種；所述的堿溶液包括NaOH溶液、KOH溶液、氨水溶液、NaHCO3溶液中的一種或幾種；
所述的酸溶液包括H2SO4溶液、HCl溶液、CH3COOH溶液、乙酸中的一種或幾種。
所述的堿溶液和酸溶液可重復(fù)使用。
本發(fā)明的原理是細(xì)菌纖維素濕膜在除去表面雜質(zhì)后，具有很高的表面活化能，再進(jìn)行成漿后，大大增加了其表面積，從而有利于重金屬離子的吸附。
本發(fā)明的有益效果是(1)由于使用溶液無揮發(fā)性，無毒性，因而不會對環(huán)境和操作人員造成危害。
(2)懸浮液的制備方法簡單，吸附速度快，吸附效果明顯。
(3)吸附的重金屬離子只需簡單的方法即可回收(4)操作后的溶液用PH計(jì)經(jīng)簡單的調(diào)節(jié)又可重復(fù)使用，縮短了提取周期。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)闡述。
實(shí)施例1將木醋桿菌產(chǎn)的纖維素濕膜置于60℃，濃度為5％的NaOH溶液中，加熱30min，去除菌體蛋白，然后用去離子水和0.4％的H2SO4溶液反復(fù)沖洗。將沖洗干凈的細(xì)菌纖維素置于打漿機(jī)內(nèi)，轉(zhuǎn)速調(diào)整為400r/min，時(shí)間在10min，形成乳濁液；將所得乳濁液置于離心機(jī)內(nèi)，轉(zhuǎn)速為400r/min，獲得上層懸浮液。將獲得的懸浮液保存于冰箱內(nèi)，冰箱溫度控制在5℃。稱取5g細(xì)菌纖維素懸浮液，置于已配好的含Cu離子溶液中，放入恒溫槽中，與25℃靜置2小時(shí)，過濾，測定濾液的電導(dǎo)率，由標(biāo)準(zhǔn)曲線測得濾液中剩余Cu離子的濃度。經(jīng)電導(dǎo)率方法測定，本發(fā)明細(xì)菌纖維素懸浮液的重金屬吸附率為200mg。
實(shí)施例2
將木醋桿菌產(chǎn)的纖維素濕膜置于50℃，濃度為10％的KOH溶液中，加熱20min，去除菌體蛋白，然后用去離子水和濃度為0.1％的CH3COOH溶液反復(fù)沖洗；將沖洗干凈的細(xì)菌纖維素置于打漿機(jī)內(nèi)，轉(zhuǎn)速為300r/min，時(shí)間為15min，形成乳濁液；將所得乳濁液置于離心機(jī)內(nèi)，轉(zhuǎn)速為100r/min，獲得上層懸浮液；將獲得的懸浮液保存于冰箱內(nèi)，冰箱溫度控制在4℃。稱取3g細(xì)菌纖維素懸浮液，置于已配好的含Cu離子溶液中，放入恒溫槽中，與25℃靜置2小時(shí)，過濾，測定濾液的電導(dǎo)率，由標(biāo)準(zhǔn)曲線測得濾液中剩余Cu離子的濃度。經(jīng)電導(dǎo)率方法測定，本發(fā)明細(xì)菌纖維素懸浮液的重金屬吸附率為118.2mg。
實(shí)施例3將木醋桿菌產(chǎn)的纖維素濕膜置于100℃，濃度為1％的氨水溶液中，加熱60min，去除菌體蛋白，然后用去離子水和濃度為1％的乙酸溶液反復(fù)沖洗；將沖洗干凈的細(xì)菌纖維素置于打漿機(jī)內(nèi)，轉(zhuǎn)速為500r/min，時(shí)間為5min，形成乳濁液；將所得乳濁液置于離心機(jī)內(nèi)，轉(zhuǎn)速為700r/min，獲得上層懸浮液；將獲得的懸浮液保存于冰箱內(nèi)，冰箱溫度控制在10℃。稱取5g細(xì)菌纖維素懸浮液，置于已配好的含Zn離子溶液中，放入恒溫槽中，與25℃靜置2小時(shí)，過濾，測定濾液的電導(dǎo)率，由標(biāo)準(zhǔn)曲線測得濾液中剩余Zn離子的濃度。經(jīng)電導(dǎo)率方法測定，本發(fā)明細(xì)菌纖維素懸浮液的重金屬吸附率為103.5mg。
實(shí)施例4將葡糖桿菌產(chǎn)的纖維素濕膜置于70℃，濃度為6％的NaHCO3溶液溶液中，加熱15min，去除菌體蛋白，然后用去離子水和0.7％的HCl溶液反復(fù)沖洗。提純后的細(xì)菌纖維素置于打漿機(jī)內(nèi)，轉(zhuǎn)速調(diào)整為450r/min，時(shí)間在15min。將上述乳濁液置于離心機(jī)內(nèi)，轉(zhuǎn)速為500r/min，獲得上層懸浮液；將獲得的懸浮液保存于冰箱內(nèi)，冰箱溫度控制在4℃。稱取3g細(xì)菌纖維素懸浮液，置于已配好的含Zn離子溶液中，放入恒溫槽中，與25℃靜置2小時(shí)，過濾，測定濾液的電導(dǎo)率，由標(biāo)準(zhǔn)曲線測得濾液中剩余Zn離子的濃度。經(jīng)電導(dǎo)率方法測定，本發(fā)明細(xì)菌纖維素懸浮液的重金屬吸附率為112.5mg。
權(quán)利要求
1.高效快速吸附重金屬離子的細(xì)菌纖維素懸浮液制備方法，其特征在于包括如下步驟(1)細(xì)菌纖維素濕膜置于50～100℃，濃度為1～10％的堿溶液中，加熱20～60min，然后用去離子水和濃度為0.1～1％的酸溶液反復(fù)沖洗；(2)將沖洗干凈的細(xì)菌纖維素置于打漿機(jī)內(nèi)，轉(zhuǎn)速為300～500r/min，時(shí)間為5～15min，形成乳濁液；(3)將所得乳濁液置于離心機(jī)內(nèi)，轉(zhuǎn)速為100～700r/min，獲得上層懸浮液；(4)將獲得的懸浮液保存于冰箱內(nèi)，冰箱溫度控制在4～10℃。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于所述的產(chǎn)細(xì)菌纖維素的菌種包括木醋桿菌、產(chǎn)醋桿菌、醋化桿菌、巴氏醋桿菌、葡萄糖桿菌、農(nóng)桿菌、根瘤菌、八疊球菌、洋蔥假單胞菌、椰毒假單胞菌、空腸彎曲菌中的一種或幾種；
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于所述的堿溶液包括NaOH溶液、KOH溶液、氨水溶液、NaHCO3溶液中的一種或幾種；
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于所述的酸溶液包括H2SO4溶液、HCl溶液、CH3COOH溶液、乙酸中的一種或幾種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于所述的堿溶液和酸溶液可重復(fù)使用。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高效快速吸附重金屬離子的細(xì)菌纖維素懸浮液制備方法，包括如下步驟(1)細(xì)菌纖維素濕膜置于50～100℃，濃度為1～10％的堿溶液中，加熱20～60min，然后用去離子水和濃度為0.1～1％的酸溶液反復(fù)沖洗；(2)將沖洗干凈的細(xì)菌纖維素置于打漿機(jī)內(nèi)，轉(zhuǎn)速為300～500r/min，時(shí)間為5～15min，形成乳濁液；(3)將所得乳濁液置于離心機(jī)內(nèi)，轉(zhuǎn)速為100～700r/min，獲得上層懸浮液；(4)將獲得的懸浮液保存于冰箱內(nèi)，冰箱溫度控制在4～10℃。本發(fā)明的有益效果是細(xì)菌纖維素懸浮液無揮發(fā)性，無毒性，不會對環(huán)境和操作人員造成危害；制備方法簡單，吸附速度快，吸附效果明顯；所用酸、堿溶液可重復(fù)使用，縮短了提取周期。
文檔編號C02F1/62GK1850636SQ20061002670
公開日2006年10月25日 申請日期2006年5月19日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月19日
發(fā)明者王華平, 鄒瑜, 孫曉玉, 陳仕艷, 顏志勇, 石帥科, 方正然, 王彪, 張玉梅 申請人:東華大學(xué)