一種核殼結(jié)構(gòu)菌絲納米復(fù)合球的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于有機(jī)、無機(jī)納米復(fù)合材料的制備，涉及一種核殼結(jié)構(gòu)菌絲納米復(fù)合球 的制備方法。本發(fā)明制得的核殼結(jié)構(gòu)菌絲納米復(fù)合球材料集有機(jī)、無機(jī)材料等諸多優(yōu)良性 能于一體，具有良好的生物降解性、吸附性、熱穩(wěn)定性和力學(xué)性能，可廣泛應(yīng)用于催化，以及 放射性核素、重金屬離子及染料的吸附富集分離回收、水處理等化工領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 納米材料由于其相對(duì)于傳統(tǒng)材料擁有諸多的優(yōu)秀特性，已經(jīng)在物理、化學(xué)、材料、 生物等多學(xué)科中被給予重視，而以往的納米材料由于顆粒尺寸小，致使回收利用的技術(shù)較 難，從而導(dǎo)致使用成本的增加，限制了其大規(guī)模的應(yīng)用。為了解決這個(gè)問題，必須對(duì)其進(jìn)行 復(fù)合，通過將納米顆粒負(fù)載到載體，解決納米材料回收利用的問題。
[0003] 菌絲球目前被廣泛用于廢水處理，其主要是利用真菌菌絲作為吸附劑，對(duì)污染物 進(jìn)行吸附去除。真菌菌絲是一種天然的生物質(zhì)，富含蛋白質(zhì)、多糖、脂類等物質(zhì)，其分子結(jié)構(gòu) 內(nèi)含有糖苷鍵、氫鍵等結(jié)合鍵位，也含有羥基、羧基等一些官能團(tuán)。真菌菌絲作為生物質(zhì)載 體，相比于化學(xué)合成材料，具有成本低，來源廣，環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)。開發(fā)利用微生物菌絲納米 復(fù)合材料，對(duì)于節(jié)約能源、保護(hù)生態(tài)環(huán)境等具有重要意義?，F(xiàn)有技術(shù)中，尚未見有關(guān)核殼結(jié) 構(gòu)真菌菌絲納米復(fù)合球材料的文獻(xiàn)報(bào)道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的旨在克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種核殼結(jié)構(gòu)菌絲納米復(fù)合球的 制備方法；以解決納米顆粒實(shí)際應(yīng)用中回收利用難的問題，采用發(fā)明制備核殼結(jié)構(gòu)菌絲納 米復(fù)合球材料成本低、環(huán)境友好、易規(guī)?；a(chǎn)。
[0005] 本發(fā)明的內(nèi)容是：一種核殼結(jié)構(gòu)菌絲納米復(fù)合球的制備方法，其特征是包括以下 步驟：
[0006] a、配制培養(yǎng)基：按照每100毫升液體培養(yǎng)基中含葡萄糖1~6克、蛋白胨0. 25~ 1. 25克、酵母粉0. 25~1. 25克、余量為水的原料組分和配比，取各組分原料、混合均勻、使 固體物溶解，再在壓力103. 4千帕蒸汽壓、溫度120°C的條件下維持15~20分鐘進(jìn)行滅菌， 即制得液體培養(yǎng)基；取2個(gè)容器（例如：250毫升的錐形瓶），在各容器中分別加入125毫升 的滅菌后液體培養(yǎng)基；
[0007] b、制備菌絲/納米顆粒A復(fù)合球：在一個(gè)容器內(nèi)的滅菌后液體培養(yǎng)基中加入濃度 為每毫升溶液中含納米顆粒A 1~10毫克的納米顆粒A水溶液4~20毫升，混合均勻，然 后接入真菌菌種（一般可以為0. 05~0. 2克），在溫度15~35°C、80~200轉(zhuǎn)/分鐘旋 轉(zhuǎn)振蕩的條件下培養(yǎng)48~72小時(shí)，真菌菌絲生長(zhǎng)延伸、將液體培養(yǎng)基中分散的納米顆粒A 附著其表面，菌絲纏繞、包裹，形成菌絲/納米顆粒復(fù)合球，過濾除去液體，固體物即為菌絲 /納米顆粒A復(fù)合球；
[0008] c、制備納米顆粒B液體培養(yǎng)基：在另一個(gè)容器內(nèi)的滅菌后液體培養(yǎng)基中加入濃度 為每毫升溶液中含納米顆粒B 1~10毫克的納米顆粒B水溶液4~20毫升，混合均勻，制 得納米顆粒B液體培養(yǎng)基；
[0009] d、制備復(fù)合球材料：將菌絲/納米顆粒A復(fù)合球放入納米顆粒B液體培養(yǎng)基中，在 溫度15~35°C、80~200轉(zhuǎn)/分鐘旋轉(zhuǎn)振蕩的條件下培養(yǎng)24~48小時(shí)，形成具有核殼結(jié) 構(gòu)的菌絲納米復(fù)合球，過濾除去液體，固體物即為菌絲納米復(fù)合球；將菌絲納米復(fù)合球用質(zhì) 量百分比濃度為0. 5%的氫氧化納水溶液浸泡12小時(shí)（氫氧化納水溶液用量可以是能淹沒 菌絲納米復(fù)合球?yàn)橐耍^濾除去液體，固體物再用去離子水沖洗至中性（即pH為7)，再在 零下50°C、真空度1. 3~13帕的條件下冷凍干燥48~72小時(shí)，即制得核殼結(jié)構(gòu)菌絲納米 復(fù)合球。
[0010] 本發(fā)明的內(nèi)容中：步驟b和步驟C中所述納米顆粒A與納米顆粒B可以是納米四 氧化三鐵、納米金、納米金棒、碳納米管、單層氧化石墨烯納米片、二氧化鈦納米管、單層蒙 脫土納米片、碳纖維、以及納米碳化氮中的任一種，并且納米顆粒A與納米顆粒B是不同的 物質(zhì)（即納米顆粒A與納米顆粒B只要不是同一種物質(zhì)即可）。
[0011] 本發(fā)明的內(nèi)容中：步驟a中所述葡萄糖可以替換為果糖、半乳糖或甘露糖。
[0012] 本發(fā)明的內(nèi)容中：步驟a中所述蛋白胨可以替換為骨肉蛋白胨、胰蛋白胨或豌豆 蛋白胨。
[0013] 本發(fā)明的內(nèi)容中：步驟b中所述真菌菌種可以為平菇菌種、雙孢蘑菇菌種、香菇菌 種、面包菇菌種、紅平菇菌種、雞腿菇菌種、草菇菌種、蟲草菌種等真菌菌種中的任一種。
[0014] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有下列特點(diǎn)和有益效果：
[0015] (1)采用本發(fā)明，通過納米顆粒的修飾，使制得的菌絲納米復(fù)合球吸附材料比表 面積增大，材料間的空間增多，溶解性能、吸附性能得到較大提高，使用中吸附過程耗時(shí)更 短；
[0016] (2)采用本發(fā)明制得的新型菌絲體吸附材料，可用于廢水處理，催化等方面，為真 菌菌絲開發(fā)利用提供新的應(yīng)用途徑；
[0017] (3)本發(fā)明制得的核殼結(jié)構(gòu)菌絲納米復(fù)合球材料具有良好的生物降解性、吸附性、 熱穩(wěn)定性和力學(xué)性能，可廣泛應(yīng)用于催化，放射性核素、重金屬離子及染料的吸附富集分離 回收、以及水處理等化工領(lǐng)域；
[0018] (4)本發(fā)明制備工藝簡(jiǎn)單，工序簡(jiǎn)便，成本低、環(huán)境友好、易規(guī)?；a(chǎn)，實(shí)用性強(qiáng)。
【具體實(shí)施方式】
[0019] 下面給出的實(shí)施例擬對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但不能理解為是對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍 的限制，該領(lǐng)域的技術(shù)人員根據(jù)上述本發(fā)明的內(nèi)容對(duì)本發(fā)明作出的一些非本質(zhì)的改進(jìn)和調(diào) 整，仍屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0020] 實(shí)施例1 :
[0021] 一種核殼結(jié)構(gòu)菌絲納米復(fù)合球的制備方法，包括以下步驟：
[0022] a、配制培養(yǎng)基：按照每100毫升液體培養(yǎng)基中含葡萄糖1克、蛋白胨0. 25克、酵母 粉0. 25克、余量為水的原料組分和配比，取各組分原料、溶解、混合均勻，并保持pH值不變， 在壓力103. 4千帕蒸汽壓、溫度120攝氏度的條件下維持20分鐘進(jìn)行滅菌，即制得液體培 養(yǎng)基；取2個(gè)250毫升的錐形瓶，在每個(gè)錐形瓶中加入125毫升的液體培養(yǎng)基；
[0023] b、制備菌絲/納米顆粒A復(fù)合球：在一個(gè)錐形瓶?jī)?nèi)的滅菌后液體培養(yǎng)基中加入濃 度為每毫升溶液中含四氧化三鐵（即納米顆粒A) 1毫克的納米四氧化三鐵水溶液4毫升， 混合均勻，然后接入〇. 1克真菌菌種，在溫度20°C、100轉(zhuǎn)/分鐘旋轉(zhuǎn)振蕩的條件下培養(yǎng)48 小時(shí)，真菌菌絲生長(zhǎng)延伸，將液體培養(yǎng)基中分散的四氧化三鐵附著其表面，菌絲纏繞、包裹， 形成菌絲/四氧化三鐵納米復(fù)合球；過濾除去液體，固體物即為菌絲/四氧化三鐵納米復(fù)合 球；
[0024] c、制備納米顆粒B液體培養(yǎng)基：在另一個(gè)錐形瓶?jī)?nèi)的滅菌后液體培養(yǎng)基中加入濃 度為每毫升溶液中含納米金（即納米顆粒B) 1毫克的納米金水溶液10毫升，混合均勻，制 得納米金液體培養(yǎng)基；
[0025] d、制備復(fù)合球材料：將菌絲/四氧化三鐵納米復(fù)合球放入納米金液體培養(yǎng)基中， 在溫度15~35°C、80~200轉(zhuǎn)/分鐘旋轉(zhuǎn)振蕩的條件下培養(yǎng)24~48小時(shí)，形成具有核殼 結(jié)構(gòu)的菌絲納米復(fù)合球，過濾除去液體，固體物即為菌絲納米復(fù)合球；將菌絲納米復(fù)合球用 質(zhì)量百分比濃度為〇. 5 %的氫氧化納水溶液浸泡12小時(shí)，過濾除去液體，固體物再用去離 子水沖洗至中性，再在零下50°C、真空度1. 3~13帕的條件下冷凍干燥48~72小時(shí)，即制 得核為納米四氧化三鐵、殼為納米金的核殼結(jié)構(gòu)的菌絲納米復(fù)合球材料。
[0026] 實(shí)施例2 :
[0027] -種核殼結(jié)構(gòu)菌絲納米復(fù)合球的制備方法，包括以下步驟：
[0028] a、配制培養(yǎng)基：按照每100毫升液體培養(yǎng)基中含葡萄糖1克、蛋白胨0. 25克、酵母 粉0. 25克、余量為水的原料組分和配比，取各組分原料、溶解、混合均勻，并保持pH值不變， 在壓力103. 4千帕蒸汽壓、溫度120攝氏度的條件下維持20分鐘進(jìn)行滅菌，即制得液體培 養(yǎng)基；取2個(gè)250毫升的錐形瓶，在每個(gè)錐形瓶中加入125毫升的液體培養(yǎng)基；
[0029] b、制備菌絲/納米顆粒A復(fù)合球：在一個(gè)錐形瓶?jī)?nèi)的滅菌后液體培養(yǎng)基中加入濃 度為每毫升溶液中含納米氧化石墨烯（即納米顆粒A) 1毫克的納米氧化石墨烯水溶液4毫 升，混合均勻，然后接入0. 2克真菌菌種，在溫度20