一種生物吸附劑的制備方法以及生物吸附劑的應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及重金屬污染治理方法領(lǐng)域，尤其是一種天然生物吸附劑及使用該生物 吸附劑處理重金屬離子的應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 我國(guó)重金屬污染問(wèn)題嚴(yán)重，亟需高性能、低成本的重金屬離子（Pb2+、Cu 2+及Cd2+ 等）吸附材料。海洋硅藻表面具有大量的微孔結(jié)構(gòu)，且含有豐富的藻多糖、蛋白類等物質(zhì)， 十分利于重金屬離子的吸附。且海洋硅藻具有生長(zhǎng)速度快、生長(zhǎng)周期短、生物質(zhì)含量高等特 點(diǎn)，對(duì)培養(yǎng)條件的耐受范圍也較廣。人們希望利用海洋資源獲得一種性能優(yōu)異的生物吸附 劑，處理重金屬離子的污染問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于提供一種高效的天然生物吸附劑，及利用其對(duì)重金屬離子 (Pb2+、Cu 2+及Cd 2+)進(jìn)行處理的方法，獲得高效的重金屬離子去除性能。
[0004] 這種生物吸附劑的制備方法，包括如下步驟：
[0005] 步驟一：在海水培養(yǎng)基中引入硅藻源，環(huán)境溫度下曝氣培養(yǎng)至穩(wěn)定生長(zhǎng)期獲得硅 藻液；
[0006] 步驟二：對(duì)所述硅藻液體進(jìn)行離心處理，獲得硅藻濃縮液；
[0007] 步驟三：干燥所述硅藻濃縮液，獲得硅藻干粉。
[0008] 進(jìn)一步地，所述海水培養(yǎng)基為在天然海水中加入人工海水營(yíng)養(yǎng)劑。
[0009] 進(jìn)一步地，所述硅藻源為單離的硅藻綱藻種；或在海水培養(yǎng)基中環(huán)境溫度下曝氣 培養(yǎng)至穩(wěn)定生長(zhǎng)期獲得的混和硅藻藻種。
[0010] 進(jìn)一步地，所述硅藻為角毛藻、海鏈藻及菱形藻中至少一種。
[0011] 本發(fā)明還提供利用這種生物吸附劑處理重金屬離子的方法，包括如下步驟：采用 所述硅藻干粉加入重金屬離子溶液中，室溫下震蕩吸附24h以上，使所述硅藻干粉吸附重 金屬離子并達(dá)到飽和，其中，所述重金屬離子溶液的pH值為3?6。
[0012] 優(yōu)選地，所述硅藻為角毛藻、海鏈藻及菱形藻中至少一種。
[0013] 優(yōu)選地，所述硅藻干粉的質(zhì)量與所述重金屬離子的質(zhì)量之比大于4
[0014] 優(yōu)選地，還包括解析附步驟：將吸附有重金屬離子的硅藻離心分離，干燥后獲得重 金屬-硅藻干粉；將所述重金屬-硅藻干粉加入至鹽酸中，室溫下震蕩24?48h ;其中，所 述重金屬-娃藻干粉與鹽酸的質(zhì)量體積比為1?5g: 1L。
[0015] 優(yōu)選地，所述重金屬離子溶液中含有Pb2+、Cu2+或Cd 2+至少一種。
[0016] 有益效果：本發(fā)明中所使用的海洋硅藻作為海洋主要的初級(jí)生產(chǎn)力，具有資源 豐富、分布廣泛的特點(diǎn)，是近海的優(yōu)勢(shì)類群。本發(fā)明所獲得的硅藻干粉來(lái)處理重金屬離子 (Pb 2+、Cu2+及Cd 2+)，可以獲得較高的吸附容量，高吸附效率，并且低成本，可循環(huán)多次利用， 其吸附性能大大優(yōu)于常見的生物吸附劑，具有廣闊的應(yīng)用前景。
【具體實(shí)施方式】
[0017] 本發(fā)明利用豐富的海洋資源，從中培養(yǎng)出硅藻作為生物吸附劑，用于吸附處理重 金屬離子。下面結(jié)合實(shí)例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步描述。
[0018] 實(shí)施例1
[0019] 一種生物吸附劑的制備方法，包括如下步驟：
[0020] 步驟一：在海水培養(yǎng)基中引入硅藻源，環(huán)境溫度下曝氣培養(yǎng)至穩(wěn)定生長(zhǎng)期獲得硅 藻液。
[0021] (1)培養(yǎng)基。本實(shí)施例從深圳灣沿海水域采集海水，首先以經(jīng)過(guò)砂濾的天然海水 作為培養(yǎng)溶劑，各營(yíng)養(yǎng)鹽按照人工海水營(yíng)養(yǎng)劑（又稱為f/2培養(yǎng)基，具體組分參見表1?表 3)添加入天然海水中制成海水培養(yǎng)基。
[0022] (2)獲得硅藻源。本實(shí)施例是以f/2培養(yǎng)液，在環(huán)境溫度下（20?30°C)培養(yǎng)至穩(wěn) 定生長(zhǎng)期獲得的優(yōu)勢(shì)硅藻混合種為藻種來(lái)源。然后將獲得的硅藻源引入至海水培養(yǎng)基中， 環(huán)境溫度下曝氣培養(yǎng)至穩(wěn)定生長(zhǎng)期后獲得硅藻液。其中，本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知，穩(wěn)定生長(zhǎng)期 是指細(xì)胞的分裂與衰亡到達(dá)一相對(duì)穩(wěn)定的時(shí)間，可通過(guò)細(xì)胞密度曲線來(lái)表征。即每日監(jiān)控 硅藻的細(xì)胞密度，并用天數(shù)對(duì)細(xì)胞密度值作圖，當(dāng)觀察到細(xì)胞密度隨培養(yǎng)天數(shù)趨于恒定或 變化不明顯，可判斷為硅藻的生長(zhǎng)培養(yǎng)進(jìn)行穩(wěn)定生長(zhǎng)期。
[0023] 表I. f/2培養(yǎng)基配方
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種生物吸附劑的制備方法，其特征在于，包括如下步驟： 步驟一：在海水培養(yǎng)基中引入硅藻源，環(huán)境溫度下曝氣培養(yǎng)至穩(wěn)定生長(zhǎng)期獲得硅藻 液； 步驟二：對(duì)所述硅藻液體進(jìn)行離心處理，獲得硅藻濃縮液； 步驟三：干燥所述硅藻濃縮液，獲得硅藻干粉。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述海水培養(yǎng)基為在天然海水中加 入人工海水營(yíng)養(yǎng)劑。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述硅藻源為單離的硅藻綱藻種；或 在海水培養(yǎng)基中環(huán)境溫度下曝氣培養(yǎng)至穩(wěn)定生長(zhǎng)期獲得的混和硅藻藻種。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述硅藻為角毛藻、海鏈藻及菱形藻 中至少一種。
5. -種利用生物吸附劑處理重金屬離子的方法，其特征在于，包括如下步驟：將硅藻 干粉加入重金屬離子溶液中，室溫下震蕩吸附24h以上，使所述硅藻干粉形成硅藻吸附重 金屬離子并達(dá)到飽和，其中，所述重金屬離子溶液的pH值為3?6。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述處理重金屬離子的方法，其特征在于，所述硅藻為角毛藻、海鏈 藻及菱形藻中至少一種。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述處理重金屬離子的方法，其特征在于，所述硅藻干粉的質(zhì)量與 所述重金屬離子的質(zhì)量之比大于4。
8. 根據(jù)權(quán)利要求5所述處理重金屬離子的方法，其特征在于，還包括解析附步驟：將吸 附有重金屬離子的硅藻離心分離，干燥后獲得重金屬-硅藻干粉；將所述重金屬-硅藻干粉 加入至鹽酸中，室溫下震蕩24?48h ;其中，所述重金屬-硅藻干粉與鹽酸的質(zhì)量體積比為 1 ?5g: IL0
9. 根據(jù)權(quán)利要求5所述處理重金屬離子的方法，其特征在于，所述重金屬離子溶液中 含有Pb2+、Cu2+或Cd 2+至少一種。
【專利摘要】本發(fā)明涉及重金屬污染處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其是提供一種生物吸附劑的制備方法，包括如下步驟：步驟一：在海水培養(yǎng)基中引入硅藻源，室溫下曝氣培養(yǎng)至穩(wěn)定生長(zhǎng)期獲得硅藻液；步驟二：對(duì)所述硅藻液體進(jìn)行離心處理，獲得硅藻濃縮液；步驟三：干燥所述硅藻濃縮液，獲得硅藻干粉。本發(fā)明還提供這種生物吸附劑應(yīng)用于重金屬離子吸附的處理方法。本發(fā)明獲得的生物吸附劑用于處理重金屬離子，具有高吸附容量、高吸附效率、低成本，可循環(huán)多次利用等優(yōu)越性，其吸附性能大大優(yōu)于常見的生物吸附劑，具有廣闊的應(yīng)用前景。
【IPC分類】C02F1-62, C02F1-28, B01J20-24, B01J20-30, B01J20-34
【公開號(hào)】CN104587975
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510036073
【發(fā)明人】漆亞瑢, 王欣, 易煒林, 成家楊
【申請(qǐng)人】北京大學(xué)深圳研究生院
【公開日】2015年5月6日
【申請(qǐng)日】2015年1月23日