CN104209099A - 一种细菌纤维素/氧化石墨烯纳米复合球吸附材料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种细菌纤维素/氧化石墨烯纳米复合球吸附材料的制备方法，其特征是：配制液体培养基；加入氧化石墨烯水溶液混匀，然后接入菌种木醋杆菌，在温度4～35℃下旋转振荡培养，木醋杆菌分泌纤维素将液体培养基中分散的氧化石墨烯附着其表面，纤维素缠绕、包裹，形成球形三维网络细菌纤维素/氧化石墨烯纳米复合球纳米复合材料；形成的纳米复合材料，用氢氧化钾的水溶液煮沸，过滤，用去离子水冲洗，再冷冻干燥，即制得细菌纤维素/氧化石墨烯纳米复合球吸附材料。本发明制得的吸附材料比表面积大、环境友好、低成本，对铀酰离子、锶离子等放射性核素、以及工业废水中的重金属离子等具有良好的吸附性能。
Description
技术领域
本发明属于吸附用复合材料的制备，涉及一种细菌纤维素/氧化石墨烯纳米复合球吸附材料的制备方法。本发明制备的细菌纤维素/氧化石墨烯纳米复合球吸附材料主要用于吸附工业废水中的重金属离子、放射性核素等。
背景技术
氧化石墨烯是石墨烯的一种重要的派生物，也被称为功能化的石墨烯，它的结构与石墨烯大体相同，只是二维基面上连有一些官能团，氧化石墨烯不仅含有羟基、环氧基、羰基、羧基等多种官能团，同时还能被小分子或者聚合物插层，或剥离，能有效改善复合物材料的性能。
细菌纤维素是一定微生物经液态基质发酵而成的细胞外纤维素。现在已经发现生成细菌纤维素的几个菌属，其中以醋酸菌属的木醋杆菌（拉丁学名为Acetobacter xylinus，别称：葡糖醋杆菌）生产纤维素能力最强。生成的细菌纤维素具有很好的透气性、透水性、持水性，有极好的可塑性和抗撕裂性。
核废物主要产生于核工业厂矿和核电站，以固态、液态和气态形式存在,其物理和化学特性、放射性浓度或活度、半衰期和毒性可能差别很大。核废物与其他废物及其他有毒、有害物质有两大不同：(1)核废物中放射性的危害作用不能通过化学、物理或生物的方法来消除,而只能通过其自身固有的衰变规律降低其放射性水平,最后达到无害化。(2)核废物中的放射性核素不断地发出射线,有各种灵敏的仪器可进行探测,所以容易发现它的存在和容易判断其危害程度。基于以上原因，对于核废物的处理多采用吸附手段。
目前，用于吸附放射性核素的材料制种类多种多样，如沸石、改性碳纳米管、碳纤维、活性炭等，但仍存在吸附材料不易量产、价格昂贵，吸附性能不理想，吸附过程耗时较长、残留物过多、材料溶解性能不强等问题。用于工业废水中重金属离子的处理主要使用沸石、活性炭等吸附材料，这些材料存在许多明显的缺点，例如：生产操作成本高、容易产生二次污染、脱附下来的污染物还需进行再次处理等。
现在技术中，尚未见有关细菌纤维素/氧化石墨烯纳米复合球吸附材料制备方法的报道。
发明内容
本发明的目的旨在克服现有技术中的不足，提供一种细菌纤维素/氧化石墨烯纳米复合球吸附材料的制备方法。采用本发明，能有效解决现有技术中吸附材料生产操作成本高、容易产生二次污染、脱附下来的污染物还需进行再次处理三大难题，用于工业废水中的重金属离子、放射性核素的吸附，还能提高对铀酰离子和锶离子的吸附能力。
本发明的内容是：一种细菌纤维素/氧化石墨烯纳米复合球吸附材料的制备方法，其特征是步骤为：
a、按每100毫升液体培养基中含葡萄糖5～6克、蛋白胨0.5～0.6克、酵母膏0.7～0.9克、琼脂2～3克、柠檬酸0.1～0.4、磷酸二氢钾0.1～0.5克。取各组分原料、溶解、混合均匀并调节pH=5～7，在压力103.4千帕蒸汽压、温度120～121.3℃的条件下维持15～20分钟进行灭菌，即制得液体培养基；取250毫升的锥形瓶，在每个锥形瓶中加入125毫升的液体培养基；
b、在各装有液体培养基的锥形瓶中分别加入1～10毫升的氧化石墨烯水溶液、混合均匀，然后接入菌种木醋杆菌， 在温度4～35℃、80～200转/分钟旋转振荡的条件下培养，木醋杆菌分泌纤维素将液体培养基中分散的（单层）氧化石墨烯附着其表面，（在剪切力作用下）纤维素缠绕、包裹，形成球形三维网络细菌纤维素/氧化石墨烯纳米复合球材料；
所述氧化石墨烯水溶液的浓度为1毫升氧化石墨烯水溶液中含氧化石墨烯1毫克；
c、取出形成的纳米复合材料，用氢氧化钾的水溶液煮沸20～30分钟（煮沸用氢氧化钾的水溶液的质量可以为形成的纳米复合材料质量的3～20倍），过滤，过滤得到的固体物用去离子水冲洗至pH值为6.8～8.2（即冲洗至中性）后，再在零下40～50℃、真空度1.3～13帕的条件下冷冻干燥48～72小时，即制得细菌纤维素/氧化石墨烯纳米复合球吸附材料。
本发明的内容中：步骤a 中所述调节pH时，所使用的碱液可以是浓度为10～20克/升的氢氧化钠的水溶液，使用的酸液较好的是浓度为0.4克/升的盐酸溶液。
本发明的内容中：步骤c 中所述氢氧化钾的水溶液可以是浓度为1～20克/升的氢氧化钠的水溶液。
与现有技术相比，本发明具有下列特点和有益效果：
（1）采用本发明，制得的细菌纤维素/氧化石墨烯纳米复合球吸附材料克服了现有沸石、活性炭、碳纤维等材料的缺点，具有良好的环境友好特性，无污染，有利于环境保护和生态平衡；
（2）采用本发明，通过细菌纤维素的修饰，使制得的细菌纤维素/氧化石墨烯纳米复合球吸附材料比表面积增大，材料间的空间增多，溶解性能、吸附性能得到较大提高，吸附过程耗时更短，残留物更少，且价格便宜，更易量产；
（3）采用本发明制得的细菌纤维素/氧化石墨烯纳米复合球吸附材料，用于工业废水中的重金属离子、放射性核素的吸附，对重金属离子、放射性核素的吸附率有了较大提高，其中：对于铀酰离子的吸附量由现有3.67毫克/克上升达到18.14毫克/克 ；对于锶离子的吸附量由现有12.63毫克/克上升达到60.42毫克/克；
（4）本发明使用的氧化石墨烯为二维多孔材料，具有比表面积大、亲水性强、吸附能力强等优点；细菌纤维素为多孔纤维材料，拥有丰富的羧基和羟基；细菌纤维素和氧化石墨烯发生氢键作用的同时羧基和羟基也发生酯化反应，使细菌纤维素和氧化石墨烯紧密相连，形成复合材料；
（5）采用本发明，所形成的复合材料（即制得的细菌纤维素/氧化石墨烯纳米复合球吸附材料）为多孔材料，比表面积大，具有良好的吸附能力。且用于吸附反应时，其上的羧基(-COOH)和羟基(-OH)发生水解形成带负电荷离子，所带的负电荷与重金属离子的正电荷发生库仑相互作用，使重金属被吸附于复合材料；
（5）采用本发明制备吸附材料，解决了现有技术吸附材料生产操作成本高、容易产生二次污染、脱附下来的污染物还需进行再次处理三大难题，还提高对铀酰离子和锶离子的吸附能力，对于铀酰离子的吸附能力达到10～18毫克/克，对于锶离子的吸附能力达到50～60毫克/克；本发明制备工艺简单，工序简便，实用性强。
附图说明
图1是未添加氧化石墨烯时所生成的细菌纤维素球的照片；
图2是在细菌纤维素的培养基中加入氧化石墨烯后所制备的细菌纤维素/氧化石墨烯纳米复合球吸附材料的照片。
具体实施方式
下面给出的实施例拟对本发明作进一步说明，但不能理解为是对本发明保护范围的限制，该领域的技术人员根据上述本发明的内容对本发明作出的一些非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。
实施例1：
一种细菌纤维素/氧化石墨烯纳米复合球吸附材料的制备方法，步骤为：
首先按照葡萄糖6克/100毫升（即100毫升液体培养基含葡萄糖6克，后类推）、蛋白胨0.5克/100毫升、酵母膏0.9克/100毫升、琼脂3克/100毫升、柠檬酸0.4克/100毫升、磷酸二氢钾0.5克/100毫升。取各组分原料、溶解、混合均匀制备液体培养基，调节pH=5.8，并在压力103.4千帕蒸汽压、温度120℃的条件下维持灭菌20分钟；之后取250毫升的锥形瓶，各加入125毫升的液体培养基。将所用仪器物品灭菌，在液体培养基中分别加入1毫升的氧化石墨烯水溶液（1毫克/毫升，即1毫升氧化石墨烯水溶液中含氧化石墨烯1毫克），接种木醋杆菌进行培养, 在35摄氏度、80转/分钟振荡培养，木醋杆菌分泌纤维素将营养液中分散的（单层）氧化石墨烯附着其表面，在剪切力作用下纤维素缠绕、包裹，最终形成球形三维网络细菌纤维素/氧化石墨烯纳米复合球吸附材料。将纳米复合材料（即所述形成的吸附材料）用1%氢氧化钠的水溶液煮沸30分钟（煮沸用氢氧化钾的水溶液的质量可以为形成的纳米复合材料质量的3～20倍中任一），用去离子水冲洗至中性（pH值可以为6.8～8.2中任一），冷冻干燥，即制得细菌纤维素/氧化石墨烯纳米复合球吸附材料。
将制得的细菌纤维素/氧化石墨烯纳米复合球吸附材料用于铀酰离子、锶离子的吸附，经检测：
对于铀酰离子的吸附量3.67毫克/克；
对于锶离子的吸附量12.63毫克/克。
实施例2：
一种细菌纤维素/氧化石墨烯纳米复合球吸附材料的制备方法，步骤为：
首先按照葡萄糖6克/100毫升，蛋白胨0.6克/100毫升，酵母膏0.8克/100毫升，琼脂3克/100毫升，柠檬酸0.4克/100毫升，磷酸二氢钾0.5克/100毫升。取各组分原料、溶解、混合均匀制备液体培养基，调节pH=5.9并在压力103.4千帕蒸汽压、温度120℃的条件下维持灭菌20分钟；之后取250毫升的锥形瓶，加入125毫升的液体培养基。将所用仪器物品灭菌，在液体培养基中分别加入2毫升的氧化石墨烯水溶液（1毫克/毫升，即1毫升氧化石墨烯水溶液中含氧化石墨烯1毫克），接种木醋杆菌进行培养，在32摄氏度，100转/分钟振荡培养，木醋杆菌分泌纤维素将营养液中分散的单层氧化石墨烯附着其表面，在剪切力作用下纤维素缠绕、包裹，最终形成球形三维网络细菌纤维素/氧化石墨烯纳米复合球吸附材料。将纳米复合材料（即所述形成的吸附材料）用1%氢氧化钠溶液煮沸30分钟（煮沸用氢氧化钾的水溶液的质量可以为形成的纳米复合材料质量的3～20倍中任一），用去离子水冲洗至中性（pH值可以为6.8～8.2中任一），冷冻干燥，即制得细菌纤维素/氧化石墨烯纳米复合球吸附材料。
对于铀酰离子的吸附量4.22毫克/克。
对于锶离子的吸附量18.90毫克/克。
实施例3：
一种细菌纤维素/氧化石墨烯纳米复合球吸附材料的制备方法，步骤为：
首先按葡萄糖5.5克/100毫升，蛋白胨0.55克/100毫升，酵母膏0.7克/100毫升，琼脂2.5克/100毫升，柠檬酸0.3克/100毫升，磷酸二氢钾0.3克/100毫升。取各组分原料、溶解、混合均匀制备液体培养基，调节pH=6.0并在压力103.4千帕蒸汽压、温度120℃的条件下维持灭菌20分钟；之后取250毫升的锥形瓶，加入125毫升的液体培养基。将所用仪器物品灭菌，在液体培养基中分别加入3毫升的氧化石墨烯水溶液（1毫克/毫升，即1毫升氧化石墨烯水溶液中含氧化石墨烯1毫克），接种木醋杆菌进行培养，在30摄氏度，150转/分钟振荡培养，木醋杆菌分泌纤维素将营养液中分散的单层氧化石墨烯附着其表面，在剪切力作用下纤维素缠绕、包裹，最终形成球形三维网络细菌纤维素/氧化石墨烯纳米复合球吸附材料。将纳米复合材料（即所述形成的吸附材料）用1%氢氧化钠溶液煮沸30分钟（煮沸用氢氧化钾的水溶液的质量可以为形成的纳米复合材料质量的3～20倍中任一），用去离子水冲洗至中性（pH值可以为6.8～8.2中任一），冷冻干燥，即制得细菌纤维素/氧化石墨烯纳米复合球吸附材料。
将制得的细菌纤维素/氧化石墨烯纳米复合球吸附材料用于铀酰离子、锶离子的吸附，经检测：
对于铀酰离子的吸附量5.17毫克/克；
对于锶离子的吸附量27.13毫克/克。
实施例4：
一种细菌纤维素/氧化石墨烯纳米复合球吸附材料的制备方法，步骤为：
首先按照葡萄糖6克/100毫升，蛋白胨0.6克/100毫升，酵母膏0.75克/100毫升，琼脂2.5克/100毫升，柠檬酸0.2克/100毫升，磷酸二氢钾0.2克/100毫升。取各组分原料、溶解、混合均匀制备液体培养基，调节pH=6.1并在压力103.4千帕蒸汽压、温度120℃的条件下维持灭菌20分钟；之后取250毫升的锥形瓶，加入125毫升的液体培养基。将所用仪器物品灭菌，在液体培养基中分别加入4毫升的氧化石墨烯水溶液（1毫克/毫升，即1毫升氧化石墨烯水溶液中含氧化石墨烯1毫克），接种木醋杆菌进行培养，在25摄氏度，120转/分钟振荡培养，木醋杆菌分泌纤维素将营养液中分散的单层氧化石墨烯附着其表面，在剪切力作用下纤维素缠绕、包裹，最终形成球形三维网络细菌纤维素/氧化石墨烯纳米复合球吸附材料。将纳米复合材料（即所述形成的吸附材料）用1%氢氧化钠溶液煮沸30分钟（煮沸用氢氧化钾的水溶液的质量可以为形成的纳米复合材料质量的3～20倍中任一），用去离子水冲洗至中性（pH值可以为6.8～8.2中任一），冷冻干燥，即制得细菌纤维素/氧化石墨烯纳米复合球吸附材料。
将制得的细菌纤维素/氧化石墨烯纳米复合球吸附材料用于铀酰离子、锶离子的吸附，经检测：
对于铀酰离子的吸附量10.81毫克/克；
对于锶离子的吸附量51.54毫克/克。
实施例5：
一种细菌纤维素/氧化石墨烯纳米复合球吸附材料的制备方法，步骤为：
首先按葡萄糖5克/100毫升，蛋白胨0.5克/100毫升，酵母膏0.7克/100毫升，琼脂2克/100毫升，柠檬酸0.1克/100毫升，磷酸二氢钾0.1克/100毫升。取各组分原料、溶解、混合均匀制备液体培养基，调节pH=6.2并在压力103.4千帕蒸汽压、温度120℃的条件下维持灭菌20分钟；之后取250毫升的锥形瓶，加入125毫升的液体培养基。将所用仪器物品灭菌，在液体培养基中分别加入5毫升的氧化石墨烯水溶液（1毫克/毫升，即1毫升氧化石墨烯水溶液中含氧化石墨烯1毫克），接种木醋杆菌进行培养，在35摄氏度， 200转/分钟振荡培养，木醋杆菌分泌纤维素将营养液中分散的单层氧化石墨烯附着其表面，在剪切力作用下纤维素缠绕、包裹，最终形成球形三维网络细菌纤维素/氧化石墨烯纳米复合球吸附材料。将纳米复合材料（即所述形成的吸附材料）用1%氢氧化钠溶液煮沸30分钟（煮沸用氢氧化钾的水溶液的质量可以为形成的纳米复合材料质量的3～20倍中任一），用去离子水冲洗至中性（pH值可以为6.8～8.2中任一），冷冻干燥，即制得细菌纤维素/氧化石墨烯纳米复合球吸附材料。
将制得的细菌纤维素/氧化石墨烯纳米复合球吸附材料用于铀酰离子、锶离子的吸附，经检测：
对于铀酰离子的吸附量16.74毫克/克；
对于锶离子的吸附量58.30毫克/克。
实施例6：
一种细菌纤维素/氧化石墨烯纳米复合球吸附材料的制备方法，步骤为：
首先按照葡萄糖5克/100毫升，蛋白胨0.6克/100毫升，酵母膏0.9克/100毫升，琼脂3克/100毫升，柠檬酸0.4克/100毫升，磷酸二氢钾0.5克/100毫升。取各组分原料、溶解、混合均匀制备液体培养基，调节pH=6.3并在压力103.4千帕蒸汽压、温度120℃的条件下维持灭菌20分钟；之后取250毫升的锥形瓶，加入125毫升的液体培养基。将所用仪器物品灭菌，在液体培养基中分别加入6毫升的氧化石墨烯水溶液（1毫克/毫升，即1毫升氧化石墨烯水溶液中含氧化石墨烯1毫克），接种木醋杆菌进行培养，在35摄氏度， 200转/分钟振荡培养，木醋杆菌分泌纤维素将营养液中分散的单层氧化石墨烯附着其表面，在剪切力作用下纤维素缠绕、包裹，最终形成球形三维网络细菌纤维素/氧化石墨烯纳米复合球吸附材料。将纳米复合材料（即所述形成的吸附材料）用1%氢氧化钠溶液煮沸30分钟（煮沸用氢氧化钾的水溶液的质量可以为形成的纳米复合材料质量的3～20倍中任一），用去离子水冲洗至中性（pH值可以为6.8～8.2中任一），冷冻干燥，即制得细菌纤维素/氧化石墨烯纳米复合球吸附材料。
将制得的细菌纤维素/氧化石墨烯纳米复合球吸附材料用于铀酰离子、锶离子的吸附，经检测：
对于铀酰离子的吸附量18.14毫克/克；
对于锶离子的吸附量60.42毫克/克。
实施例7：
一种细菌纤维素/氧化石墨烯纳米复合球吸附材料的制备方法，步骤为：
a、按每100毫升液体培养基中含葡萄糖5克、蛋白胨0.5克、酵母膏0.7克、琼脂2克、柠檬酸0.1磷酸二氢钾0.1克。取各组分原料、溶解、混合均匀并调节pH=5，在压力103.4千帕蒸汽压、温度121.3℃的条件下维持15分钟进行灭菌，即制得液体培养基；取250毫升的锥形瓶，在每个锥形瓶中加入125毫升的液体培养基；
b、在各装有液体培养基的锥形瓶中分别加入1毫升的氧化石墨烯水溶液、混合均匀，然后接入菌种木醋杆菌， 在温度4℃、80转/分钟旋转振荡的条件下培养，木醋杆菌分泌纤维素将液体培养基中分散的（单层）氧化石墨烯附着其表面，（在剪切力作用下）纤维素缠绕、包裹，形成球形三维网络细菌纤维素/氧化石墨烯纳米复合球纳米复合材料；
所述氧化石墨烯水溶液的浓度为1毫升氧化石墨烯水溶液中含氧化石墨烯1毫克；
c、取出形成的纳米复合材料，用氢氧化钾的水溶液煮沸20分钟（煮沸用氢氧化钾的水溶液的质量可以为形成的纳米复合材料质量的3～20倍中任一），过滤，过滤得到的固体物用去离子水冲洗至pH值为6.8～8.2（即冲洗至中性）后，再在零下40℃、真空度1.3帕的条件下冷冻干燥48小时，即制得细菌纤维素/氧化石墨烯纳米复合球吸附材料。
实施例8：
一种细菌纤维素/氧化石墨烯纳米复合球吸附材料的制备方法，步骤为：
a、按每100毫升液体培养基中含葡萄糖6克、蛋白胨0.6克、酵母膏0.9克、琼脂3克、柠檬酸0.4、磷酸二氢钾0.5克。取各组分原料、溶解、混合均匀并调节pH=7，在压力103.4千帕蒸汽压、温度121.3℃的条件下维持20分钟进行灭菌，即制得液体培养基；取250毫升的锥形瓶，在每个锥形瓶中加入125毫升的液体培养基；
b、在各装有液体培养基的锥形瓶中分别加入10毫升的氧化石墨烯水溶液、混合均匀，然后接入菌种木醋杆菌， 在温度35℃、200转/分钟旋转振荡的条件下培养，木醋杆菌分泌纤维素将液体培养基中分散的（单层）氧化石墨烯附着其表面，（在剪切力作用下）纤维素缠绕、包裹，形成球形三维网络细菌纤维素/氧化石墨烯纳米复合球纳米复合材料；
所述氧化石墨烯水溶液的浓度为1毫升氧化石墨烯水溶液中含氧化石墨烯1毫克；
c、取出形成的纳米复合材料，用氢氧化钾的水溶液煮沸30分钟（煮沸用氢氧化钾的水溶液的质量可以为形成的纳米复合材料质量的3～20倍中任一），过滤，过滤得到的固体物用去离子水冲洗至pH值为6.8～8.2（即冲洗至中性）后，再在零下50℃、真空度13帕的条件下冷冻干燥72小时，即制得细菌纤维素/氧化石墨烯纳米复合球吸附材料。
实施例9：
一种细菌纤维素/氧化石墨烯纳米复合球吸附材料的制备方法，步骤为：
a、按每100毫升液体培养基中含葡萄糖5.5克、蛋白胨0.6克、酵母膏0.8克、琼脂2.5克、柠檬酸0.3、磷酸二氢钾0.3克、取各组分原料、溶解、混合均匀并调节pH=5～7，在压力103.4千帕蒸汽压、温度121.3℃的条件下维持18分钟进行灭菌，即制得液体培养基；取250毫升的锥形瓶，在每个锥形瓶中加入125毫升的液体培养基；
b、在各装有液体培养基的锥形瓶中分别加入5毫升的氧化石墨烯水溶液、混合均匀，然后接入菌种木醋杆菌， 在温度4～20℃、140转/分钟旋转振荡的条件下培养，木醋杆菌分泌纤维素将液体培养基中分散的（单层）氧化石墨烯附着其表面，（在剪切力作用下）纤维素缠绕、包裹，形成球形三维网络细菌纤维素/氧化石墨烯纳米复合球纳米复合材料；
所述氧化石墨烯水溶液的浓度为1毫升氧化石墨烯水溶液中含氧化石墨烯1毫克；
c、取出形成的纳米复合材料，用氢氧化钾的水溶液煮沸25分钟（煮沸用氢氧化钾的水溶液的质量可以为形成的纳米复合材料质量的3～20倍中任一），过滤，过滤得到的固体物用去离子水冲洗至pH值为6.8～8.2（即冲洗至中性）后，再在零下45℃、真空度7帕的条件下冷冻干燥72小时，即制得细菌纤维素/氧化石墨烯纳米复合球吸附材料。
实施例10：
一种细菌纤维素/氧化石墨烯纳米复合球吸附材料的制备方法，步骤为：
a、按每100毫升液体培养基中含葡萄糖5克、蛋白胨0.6克、酵母膏0.9克、琼脂2克、柠檬酸0.2、磷酸二氢钾0.3克。取各组分原料、溶解、混合均匀并调节pH=5～7，在压力103.4千帕蒸汽压、温度121.3℃的条件下维持16分钟进行灭菌，即制得液体培养基；取250毫升的锥形瓶，在每个锥形瓶中加入125毫升的液体培养基；
b、在各装有液体培养基的锥形瓶中分别加入3毫升的氧化石墨烯水溶液、混合均匀，然后接入菌种木醋杆菌， 在温度15℃、100转/分钟旋转振荡的条件下培养，木醋杆菌分泌纤维素将液体培养基中分散的（单层）氧化石墨烯附着其表面，（在剪切力作用下）纤维素缠绕、包裹，形成球形三维网络细菌纤维素/氧化石墨烯纳米复合球纳米复合材料；
所述氧化石墨烯水溶液的浓度为1毫升氧化石墨烯水溶液中含氧化石墨烯1毫克；
c、取出形成的纳米复合材料，用氢氧化钾的水溶液煮沸23分钟（煮沸用氢氧化钾的水溶液的质量可以为形成的纳米复合材料质量的3～20倍中任一），过滤，过滤得到的固体物用去离子水冲洗至pH值为6.8～8.2（即冲洗至中性）后，再在零下43℃、真空度4帕的条件下冷冻干燥72小时，即制得细菌纤维素/氧化石墨烯纳米复合球吸附材料。
实施例11：
一种细菌纤维素/氧化石墨烯纳米复合球吸附材料的制备方法，步骤为：
a、按每100毫升液体培养基中含葡萄糖6克、蛋白胨0.5克、酵母膏0.8克、琼脂3克、柠檬酸0.1、磷酸二氢钾0.4克。取各组分原料、溶解、混合均匀并调节pH=5～7，在压力103.4千帕蒸汽压、温度120℃的条件下维持19分钟进行灭菌，即制得液体培养基；取250毫升的锥形瓶，在每个锥形瓶中加入125毫升的液体培养基；
b、在各装有液体培养基的锥形瓶中分别加入7毫升的氧化石墨烯水溶液、混合均匀，然后接入菌种木醋杆菌， 在温度30℃、170转/分钟旋转振荡的条件下培养，木醋杆菌分泌纤维素将液体培养基中分散的（单层）氧化石墨烯附着其表面，（在剪切力作用下）纤维素缠绕、包裹，形成球形三维网络细菌纤维素/氧化石墨烯纳米复合球纳米复合材料；
所述氧化石墨烯水溶液的浓度为1毫升氧化石墨烯水溶液中含氧化石墨烯1毫克；
c、取出形成的纳米复合材料，用氢氧化钾的水溶液煮沸26分钟（煮沸用氢氧化钾的水溶液的质量可以为形成的纳米复合材料质量的3～20倍中任一），过滤，过滤得到的固体物用去离子水冲洗至pH值为6.8～8.2（即冲洗至中性）后，再在零下46℃、真空度10帕的条件下冷冻干燥72小时，即制得细菌纤维素/氧化石墨烯纳米复合球吸附材料。
上述实施例7-11中：步骤a 中所述调节pH时，所使用的碱液可以是浓度为10～20克/升的氢氧化钠的水溶液、较好的是浓度为10克/升的氢氧化钠水溶液，使用的酸液较好的是浓度为0.4克/升的盐酸溶液。
上述实施例7-11中：步骤c 中所述氢氧化钾的水溶液可以是浓度为1～20克/升的氢氧化钠的水溶液，较好的是浓度为1克/升的氢氧化钠水溶液。
上述实施例中：所采用的各原料均为市售产品。
上述实施例中：所采用的百分比例中，未特别注明的，均为质量（重量）百分比例或本领域技术人员公知的百分比例；所述质量（重量）份可以均是克或千克。
上述实施例中：各步骤中的工艺参数(温度、时间、浓度、压力等)和各组分用量数值等为范围的，任一点均可适用。
本发明内容及上述实施例中未具体叙述的技术内容同现有技术。
本发明不限于上述实施例，本发明内容所述均可实施并具有所述良好效果。
Claims (3)
1. 一种细菌纤维素/氧化石墨烯纳米复合球吸附材料的制备方法，其特征是步骤为：
a、按每100毫升液体培养基中含葡萄糖5～6克、蛋白胨0.5～0.6克、酵母膏0.7～0.9克、琼脂2～3克、柠檬酸0.1～0.4、磷酸二氢钾0.1～0.5克，
取各组分原料、溶解、混合均匀并调节pH=5～7，在压力103.4千帕蒸汽压、温度121.3℃的条件下维持15～20分钟进行灭菌，即制得液体培养基；取250毫升的锥形瓶，在每个锥形瓶中加入125毫升的液体培养基；
b、在各装有液体培养基的锥形瓶中分别加入1～10毫升的氧化石墨烯水溶液、混合均匀，然后接入菌种木醋杆菌， 在温度4～35℃、80～200转/分钟旋转振荡的条件下培养，木醋杆菌分泌纤维素，将液体培养基中分散的氧化石墨烯附着其表面，纤维素缠绕、包裹，形成球形三维网络细菌纤维素/氧化石墨烯纳米复合球材料；
所述氧化石墨烯水溶液的浓度为1毫升氧化石墨烯水溶液中含氧化石墨烯1毫克；
c、取出形成的纳米复合材料，用氢氧化钾的水溶液煮沸20～30分钟，过滤，过滤得到的固体物用去离子水冲洗至pH值为6.8～8.2后，再在零下40～50℃、真空度1.3～13帕的条件下冷冻干燥48～72小时，即制得细菌纤维素/氧化石墨烯纳米复合球吸附材料。
2.按权利要求1所述细菌纤维素/氧化石墨烯纳米复合球吸附材料的制备方法，其特征是：步骤a 中所述调节pH时，所使用的碱液是浓度为10～20克/升的氢氧化钠的水溶液，使用的酸液是浓度为0.4克/升的盐酸溶液。
3.按权利要求1或2所述细菌纤维素/氧化石墨烯纳米复合球吸附材料的制备方法，其特征是：步骤c 中所述氢氧化钾的水溶液是浓度为1～20克/升的氢氧化钠的水溶液。
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Cited By (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104650385A (zh) * | 2014-12-30 | 2015-05-27 | 天津科技大学 | 一种复合材料的制备方法 |
| CN104785216A (zh) * | 2015-04-09 | 2015-07-22 | 西南科技大学 | 一种菌丝/纳米颗粒复合球材料的制备方法 |
| CN104801246A (zh) * | 2015-04-09 | 2015-07-29 | 西南科技大学 | 一种核壳结构菌丝纳米复合球的制备方法 |
| CN105251454A (zh) * | 2015-11-11 | 2016-01-20 | 徐享 | 一种具有空间多层网络构架的改性沸石高效放射性废水处理吸附剂以及制备方法 |
| CN105646949A (zh) * | 2016-03-21 | 2016-06-08 | 西南科技大学 | 一种细菌纤维素原位掺杂复合材料的制备方法 |
| CN106390929A (zh) * | 2016-11-14 | 2017-02-15 | 中国工程物理研究院材料研究所 | 一种氧化石墨烯/磷酰胺复合材料及其制备方法 |
| CN108262020A (zh) * | 2016-12-30 | 2018-07-10 | 海门市源美美术图案设计有限公司 | 生物质改性氧化石墨及在铀治理方面的应用 |
| CN108620035A (zh) * | 2018-05-24 | 2018-10-09 | 中国工程物理研究院材料研究所 | 一种核素铀的去除吸附剂及其应用方法 |
| CN108739057A (zh) * | 2018-05-09 | 2018-11-06 | 山东省科创食用菌产业技术研究院 | 一种可以延长食用菌固体菌种贮藏时间的方法 |
| CN108841341A (zh) * | 2018-05-25 | 2018-11-20 | 钱万琦 | 一种木材胶粘剂的制备方法 |
| CN108854432A (zh) * | 2018-07-17 | 2018-11-23 | 张玉英 | 一种去甲醛的活性炭/细菌纤维素复合填料及制备方法 |
| CN108949025A (zh) * | 2018-06-05 | 2018-12-07 | 张芸 | 一种耐热型防锈蜡 |
| CN108975589A (zh) * | 2018-08-02 | 2018-12-11 | 北京师范大学珠海分校 | 一种新型净水器 |
| CN110066174A (zh) * | 2019-04-30 | 2019-07-30 | 冯德远 | 一种柔性石墨烯复合导热膜的制备方法 |
| CN110727023A (zh) * | 2019-10-12 | 2020-01-24 | 中国科学院理化技术研究所 | 一种改性纤维素材料在富集人工放射性核素中的应用 |
| CN111298840A (zh) * | 2020-02-29 | 2020-06-19 | 杭州师范大学钱江学院 | 一种BC/G/MPc三元复合催化剂及其原位合成方法 |
| CN111569832A (zh) * | 2020-05-19 | 2020-08-25 | 西南科技大学 | 利用生物富集制备菌丝/硫化钼吸附-催化材料的方法 |
| CN115737908A (zh) * | 2022-11-14 | 2023-03-07 | 南京理工大学 | 细菌纤维素/羟基磷灰石复合微球及其制备方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102675804A (zh) * | 2012-05-17 | 2012-09-19 | 西南科技大学 | 热塑性魔芋葡甘聚糖/氧化石墨烯复合材料及其制备方法 |
| CN103804719A (zh) * | 2014-01-15 | 2014-05-21 | 天津大学 | 一种氧化石墨烯-细菌纤维素复合材料及其制备方法 |
-
2014
- 2014-09-10 CN CN201410457118.7A patent/CN104209099A/zh active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102675804A (zh) * | 2012-05-17 | 2012-09-19 | 西南科技大学 | 热塑性魔芋葡甘聚糖/氧化石墨烯复合材料及其制备方法 |
| CN103804719A (zh) * | 2014-01-15 | 2014-05-21 | 天津大学 | 一种氧化石墨烯-细菌纤维素复合材料及其制备方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| HONGLIN LUO等: ""A novel three-dimensional graphene/bacterial cellulose nanocomposite prepared by in situ biosynthesis"", 《RSC ADVANCES》, vol. 4, 11 March 2014 (2014-03-11) * |
Cited By (26)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104650385B (zh) * | 2014-12-30 | 2017-10-31 | 天津科技大学 | 一种复合材料的制备方法 |
| CN104650385A (zh) * | 2014-12-30 | 2015-05-27 | 天津科技大学 | 一种复合材料的制备方法 |
| CN104785216A (zh) * | 2015-04-09 | 2015-07-22 | 西南科技大学 | 一种菌丝/纳米颗粒复合球材料的制备方法 |
| CN104801246A (zh) * | 2015-04-09 | 2015-07-29 | 西南科技大学 | 一种核壳结构菌丝纳米复合球的制备方法 |
| CN105251454A (zh) * | 2015-11-11 | 2016-01-20 | 徐享 | 一种具有空间多层网络构架的改性沸石高效放射性废水处理吸附剂以及制备方法 |
| CN105251454B (zh) * | 2015-11-11 | 2017-11-07 | 徐享 | 一种具有空间多层网络构架的改性沸石高效放射性废水处理吸附剂以及制备方法 |
| CN105646949A (zh) * | 2016-03-21 | 2016-06-08 | 西南科技大学 | 一种细菌纤维素原位掺杂复合材料的制备方法 |
| CN105646949B (zh) * | 2016-03-21 | 2017-11-14 | 西南科技大学 | 一种细菌纤维素原位掺杂复合材料的制备方法 |
| CN106390929A (zh) * | 2016-11-14 | 2017-02-15 | 中国工程物理研究院材料研究所 | 一种氧化石墨烯/磷酰胺复合材料及其制备方法 |
| CN108262020A (zh) * | 2016-12-30 | 2018-07-10 | 海门市源美美术图案设计有限公司 | 生物质改性氧化石墨及在铀治理方面的应用 |
| CN108739057A (zh) * | 2018-05-09 | 2018-11-06 | 山东省科创食用菌产业技术研究院 | 一种可以延长食用菌固体菌种贮藏时间的方法 |
| CN108739057B (zh) * | 2018-05-09 | 2020-07-17 | 山东省科创食用菌产业技术研究院 | 一种可以延长食用菌固体菌种贮藏时间的方法 |
| CN108620035A (zh) * | 2018-05-24 | 2018-10-09 | 中国工程物理研究院材料研究所 | 一种核素铀的去除吸附剂及其应用方法 |
| CN108620035B (zh) * | 2018-05-24 | 2020-09-18 | 中国工程物理研究院材料研究所 | 一种核素铀的去除吸附剂及其应用方法 |
| CN108841341A (zh) * | 2018-05-25 | 2018-11-20 | 钱万琦 | 一种木材胶粘剂的制备方法 |
| CN108949025A (zh) * | 2018-06-05 | 2018-12-07 | 张芸 | 一种耐热型防锈蜡 |
| CN108854432A (zh) * | 2018-07-17 | 2018-11-23 | 张玉英 | 一种去甲醛的活性炭/细菌纤维素复合填料及制备方法 |
| CN108975589A (zh) * | 2018-08-02 | 2018-12-11 | 北京师范大学珠海分校 | 一种新型净水器 |
| CN110066174A (zh) * | 2019-04-30 | 2019-07-30 | 冯德远 | 一种柔性石墨烯复合导热膜的制备方法 |
| CN110727023A (zh) * | 2019-10-12 | 2020-01-24 | 中国科学院理化技术研究所 | 一种改性纤维素材料在富集人工放射性核素中的应用 |
| CN110727023B (zh) * | 2019-10-12 | 2021-04-06 | 中国科学院理化技术研究所 | 一种改性纤维素材料在富集人工放射性核素中的应用 |
| CN111298840A (zh) * | 2020-02-29 | 2020-06-19 | 杭州师范大学钱江学院 | 一种BC/G/MPc三元复合催化剂及其原位合成方法 |
| CN111298840B (zh) * | 2020-02-29 | 2023-05-30 | 杭州师范大学钱江学院 | 一种BC/G/MPc三元复合催化剂及其原位合成方法 |
| CN111569832A (zh) * | 2020-05-19 | 2020-08-25 | 西南科技大学 | 利用生物富集制备菌丝/硫化钼吸附-催化材料的方法 |
| CN111569832B (zh) * | 2020-05-19 | 2022-04-29 | 西南科技大学 | 利用生物富集制备菌丝/硫化钼吸附-催化材料的方法 |
| CN115737908A (zh) * | 2022-11-14 | 2023-03-07 | 南京理工大学 | 细菌纤维素/羟基磷灰石复合微球及其制备方法 |
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