CN106834265A - 基于高岭土的适用于甲基对硫磷降解菌的固定化载体 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了基于高岭土的适用于甲基对硫磷降解菌的固定化载体。高岭土经硝酸铵、1,4‑二氨基蒽醌、盐酸苯肼、2,3,4‑三甲氧基苯甲醛和2‑噻吩乙酰氯制备的混合液改性后制备成物质B;物质B经单宁酸、吡唑蒽酮、八甲基环四硅氧烷和2‑氯‑4‑氟苯甲酸制备的混合液改性后制备成物质C;物质C经3‑氨基‑4‑乙氧羰基吡唑、N,N‑二异丙基乙胺和3‑(乙基氨基)‑4‑甲酚制备的混合液改性后制备成物质D;物质D经对氯苯乙腈、苯并咪唑‑2‑甲醛和丙酮苯腙制备的混合液改性后得到的物质即为基于高岭土的适用于甲基对硫磷降解菌的固定化载体。
Description
技术领域
本发明属于环境污染治理技术的功能材料研发与制备领域,特别涉及一种基于高岭土的适用于甲基对硫磷降解菌的固定化载体。
背景技术
固定化微生物技术是六十年代由生物化工中的固定化酶技术发展起来的生物技术,通过化学或物理的手段,将游离细胞定位于限定的空间区域,使其保持活性,可以反复利用。在七十年代后期,随着水污染的日益严重,该技术因其独特的优点而被应用于工业废水的生物处理,与传统的悬浮生物处理法相比,固定化微生物技术具有提高反应器内微生物细胞浓度、保持高效菌种、微生物密度高且流失少、反应速度快、耐毒害能力强、处理设备简单等优点,因此近年来一直是国内外学者研究的热点之一,同时也取得了令人鼓舞的研究成果。固定化微生物技术能否投入实用的关键之处在于固定化载体材料的选择,应用于微生物固定化的载体应具有抗微生物分解、机械强度高、传质性能好、对微生物无毒、性质稳定、价格低廉、寿命长等特性。目前所采用的固定化载体材料主要有:有机高分子载体、无机载体和复合载体三大类。有机高分子载体对微生物无毒、传质性能好,但强度低、易被微生物分解、寿命短。无机载体如多孔陶珠、钙基膨润土、高岭土、硅藻土、活性炭、多孔硅、多孔玻璃等,具有机械强度大、对微生物无毒性、不易被微生物分解、机械强度大、制作简单、耐酸碱、成本低、寿命长等特性,应用价值较大。但是它们同时具有密度大、实现流化的能效高、微生物的吸附有限并且容易脱落等缺点。因此需要对载体进行改性,从而改进载体的性能。
甲基对硫磷是一种高效高毒的有机磷农药,在控制农作物害虫和病虫方面占据重要的地位,给人们创造了巨大的经济效益和社会效益。随着农药的品种和使用量的不断增加,为农业增产增收带来保障的同时,农药残留给生态环境和人类健康也带来了严重威胁,是造成土壤农药污染的主要因素,直接或间接地危害人类的健康。甲基对硫磷主要的中间代谢产物为对硝基苯酚,易溶于水,中等毒性。由于含有苯环结构,残留期长,给人类健康带来潜在威胁,有致畸、致癌、致突变的作用。利用微生物对有机磷农药的降解性能消除其在环境中的残留,具有高效率、低成本、无二次污染、降解彻底等优点,是修复有机磷农药污染土壤的有效途径之一。固定甲基对硫磷降解菌是实现恢复甲基对硫磷污染环境的最有效手段之一,但是,目前还缺少用于固定甲基对硫磷降解菌的固定化载体,因此,开发基于高岭土的适用于甲基对硫磷降解菌的固定化载体,这对于治理和修复甲基对硫磷污染环境具有重要的意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于高岭土的适用于甲基对硫磷降解菌的固定化载体,其制备方法的具体步骤如下:
(1)向750mL质量百分比浓度为8%的硝酸铵溶液中加入44.8克高岭土,在1000r/min条件下搅拌50分钟,过滤除去液体,经500mL去离子水洗涤后在105℃的干燥箱中放置55分钟,得到物质A;
(2)将5.7克1,4-二氨基蒽醌加入到1200mL无水乙醇中,在1000r/min条件下搅拌5分钟,摇匀后分成等量3份,得到混合液M1、混合液M2、混合液M3;
(3)将4.8克盐酸苯肼和7.7克2,3,4-三甲氧基苯甲醛加入到150mL无水乙醇中,在1000r/min条件下搅拌5分钟,摇匀后分成等量3份,得到混合液N1、混合液N2、混合液N3;
(4)将混合液M1和8.8克2-噻吩乙酰氯加入到混合液N1中,在1000r/min条件下搅拌5分钟,得到混合液O1;
(5)将物质A加入到混合液O1中,在温度为35℃的摇床中摇动25分钟,过滤除去液体得到物质A1,将物质A1在105℃的干燥箱中放置120分钟,得到物质A2;
(6)将混合液M2和8.0克2-噻吩乙酰氯加入到混合液N2中,在1000r/min条件下搅拌5分钟,得到混合液O2;
(7)将物质A2加入到混合液O2中,在温度为35℃的摇床中摇动25分钟,过滤除去液体得到物质A3,物质A3在105℃的干燥箱中放置120分钟,得到物质A4;
(8)将混合液M3和7.2克2-噻吩乙酰氯加入到混合液N3中,在1000r/min条件下搅拌5分钟,得到混合液O3;
(9)将物质A4加入到混合液O3中,在温度为35℃的摇床中摇动25分钟,过滤除去液体得到物质A5,物质A5在105℃的干燥箱中放置120分钟,得到物质B;
(10)将5.5克单宁酸和4.9克吡唑蒽酮加入到900mL无水乙醇中,在1000r/min条件下搅拌5分钟,摇匀后分成等量3份,得到混合液P1、混合液P2、混合液P3;
(11)将9.4克八甲基环四硅氧烷和5.3克2-氯-4-氟苯甲酸加入到混合液P1中,在1000r/min条件下搅拌5分钟,得到混合液Q1;
(12)将物质B加入到混合液Q1中,在温度为35℃的摇床中摇动25分钟,过滤除去液体得到物质B1,物质B1经100mL质量百分比浓度为92%的乙醇洗涤后在105℃的干燥箱中放置120分钟,得到物质B2;
(13)将8.4克八甲基环四硅氧烷和6.3克2-氯-4-氟苯甲酸加入到混合液P2中,在1000r/min条件下搅拌5分钟,得到混合液Q2;
(14)将物质B2加入到混合液Q2中,在温度为35℃的摇床中摇动25分钟,过滤除去液体得到物质B3,物质B3经100mL质量百分比浓度为92%的乙醇洗涤后在105℃的干燥箱中放置120分钟,得到物质B4;
(15)将7.4克八甲基环四硅氧烷和7.3克2-氯-4-氟苯甲酸加入到混合液P3中,在1000r/min条件下搅拌5分钟,得到混合液Q3;
(16)将物质B4加入到混合液Q3中,在温度为35℃的摇床中摇动25分钟,过滤除去液体得到物质B5,物质B5经100mL质量百分比浓度为92%的乙醇洗涤后在105℃的干燥箱中放置120分钟,得到物质C;
(17)将22.3克3-氨基-4-乙氧羰基吡唑加入到500mL无水乙醇中,在1000r/min条件下搅拌5分钟,摇匀后分成等量2份,得到混合液R1、混合液R2;
(18)将6.8克N,N-二异丙基乙胺和4.7克3-(乙基氨基)-4-甲酚加入到混合液R1中,在1000r/min条件下搅拌5分钟,得到混合液S1;
(19)将物质C加入到混合液R1中,在1000r/min条件下搅拌5分钟,过滤除去液体得到物质C1,物质C1经100mL质量百分比浓度为92%的乙醇洗涤后在105℃的干燥箱中放置120分钟,得到物质C2;
(20)将5.8克N,N-二异丙基乙胺和5.7克3-(乙基氨基)-4-甲酚加入到混合液R2中,在1000r/min条件下搅拌5分钟,得到混合液S2;
(21)将物质C2加入到混合液S2中,在1000r/min条件下搅拌5分钟,过滤除去液体得到物质C3,物质C3经100mL质量百分比浓度为92%的乙醇洗涤后在105℃的干燥箱中放置120分钟,得到物质D;
(22)将5.9克对氯苯乙腈加入到900mL无水乙醇中,在1000r/min条件下搅拌5分钟,摇匀后分成等量3份,得到混合液T1、混合液T2、混合液T3;
(23)将3.9克苯并咪唑-2-甲醛和7.7克丙酮苯腙加入到混合液T1中,在1000r/min条件下搅拌5分钟,得到混合液U1;
(24)将物质D加入到混合液U1中,在温度为35℃的摇床中摇动25分钟,过滤除去液体得到物质D1,物质D1经100mL质量百分比浓度为92%的乙醇洗涤后在105℃的干燥箱中放置120分钟,得到物质D2;
(25)将4.9克苯并咪唑-2-甲醛和6.7克丙酮苯腙加入到混合液T2中,在1000r/min条件下搅拌5分钟,得到混合液U2;
(26)将物质D2加入到混合液U2中,在温度为35℃的摇床中摇动25分钟,过滤除去液体得到物质D3,物质D3经100mL质量百分比浓度为92%的乙醇洗涤后在105℃的干燥箱中放置120分钟,得到物质D4;
(27)将5.9克苯并咪唑-2-甲醛和5.7克丙酮苯腙加入到混合液T3中,在1000r/min条件下搅拌5分钟,得到混合液U3;
(28)将物质D4加入到混合液U3中,在温度为35℃的摇床中摇动25分钟,过滤除去液体得到物质D5,物质D5经100mL质量百分比浓度为92%的乙醇洗涤后在105℃的干燥箱中放置120分钟,得到的物质即为基于高岭土的适用于甲基对硫磷降解菌的固定化载体。
本发明的有益效果是,制得的基于高岭土的适用于甲基对硫磷降解菌的固定化载体具有机械强度高、传质性能好、性质稳定、寿命长等特点。
具体实施方式
本发明提供了一种基于高岭土的适用于甲基对硫磷降解菌的固定化载体,下面通过一个实例来说明其实施过程。
实施例1.
(1)向750mL质量百分比浓度为8%的硝酸铵溶液中加入44.8克高岭土,在1000r/min条件下搅拌50分钟,过滤除去液体,经500mL去离子水洗涤后在105℃的干燥箱中放置55分钟,得到物质A;
(2)将5.7克1,4-二氨基蒽醌加入到1200mL无水乙醇中,在1000r/min条件下搅拌5分钟,摇匀后分成等量3份,得到混合液M1、混合液M2、混合液M3;
(3)将4.8克盐酸苯肼和7.7克2,3,4-三甲氧基苯甲醛加入到150mL无水乙醇中,在1000r/min条件下搅拌5分钟,摇匀后分成等量3份,得到混合液N1、混合液N2、混合液N3;
(4)将混合液M1和8.8克2-噻吩乙酰氯加入到混合液N1中,在1000r/min条件下搅拌5分钟,得到混合液O1;
(5)将物质A加入到混合液O1中,在温度为35℃的摇床中摇动25分钟,过滤除去液体得到物质A1,将物质A1在105℃的干燥箱中放置120分钟,得到物质A2;
(6)将混合液M2和8.0克2-噻吩乙酰氯加入到混合液N2中,在1000r/min条件下搅拌5分钟,得到混合液O2;
(7)将物质A2加入到混合液O2中,在温度为35℃的摇床中摇动25分钟,过滤除去液体得到物质A3,物质A3在105℃的干燥箱中放置120分钟,得到物质A4;
(8)将混合液M3和7.2克2-噻吩乙酰氯加入到混合液N3中,在1000r/min条件下搅拌5分钟,得到混合液O3;
(9)将物质A4加入到混合液O3中,在温度为35℃的摇床中摇动25分钟,过滤除去液体得到物质A5,物质A5在105℃的干燥箱中放置120分钟,得到物质B;
(10)将5.5克单宁酸和4.9克吡唑蒽酮加入到900mL无水乙醇中,在1000r/min条件下搅拌5分钟,摇匀后分成等量3份,得到混合液P1、混合液P2、混合液P3;
(11)将9.4克八甲基环四硅氧烷和5.3克2-氯-4-氟苯甲酸加入到混合液P1中,在1000r/min条件下搅拌5分钟,得到混合液Q1;
(12)将物质B加入到混合液Q1中,在温度为35℃的摇床中摇动25分钟,过滤除去液体得到物质B1,物质B1经100mL质量百分比浓度为92%的乙醇洗涤后在105℃的干燥箱中放置120分钟,得到物质B2;
(13)将8.4克八甲基环四硅氧烷和6.3克2-氯-4-氟苯甲酸加入到混合液P2中,在1000r/min条件下搅拌5分钟,得到混合液Q2;
(14)将物质B2加入到混合液Q2中,在温度为35℃的摇床中摇动25分钟,过滤除去液体得到物质B3,物质B3经100mL质量百分比浓度为92%的乙醇洗涤后在105℃的干燥箱中放置120分钟,得到物质B4;
(15)将7.4克八甲基环四硅氧烷和7.3克2-氯-4-氟苯甲酸加入到混合液P3中,在1000r/min条件下搅拌5分钟,得到混合液Q3;
(16)将物质B4加入到混合液Q3中,在温度为35℃的摇床中摇动25分钟,过滤除去液体得到物质B5,物质B5经100mL质量百分比浓度为92%的乙醇洗涤后在105℃的干燥箱中放置120分钟,得到物质C;
(17)将22.3克3-氨基-4-乙氧羰基吡唑加入到500mL无水乙醇中,在1000r/min条件下搅拌5分钟,摇匀后分成等量2份,得到混合液R1、混合液R2;
(18)将6.8克N,N-二异丙基乙胺和4.7克3-(乙基氨基)-4-甲酚加入到混合液R1中,在1000r/min条件下搅拌5分钟,得到混合液S1;
(19)将物质C加入到混合液R1中,在1000r/min条件下搅拌5分钟,过滤除去液体得到物质C1,物质C1经100mL质量百分比浓度为92%的乙醇洗涤后在105℃的干燥箱中放置120分钟,得到物质C2;
(20)将5.8克N,N-二异丙基乙胺和5.7克3-(乙基氨基)-4-甲酚加入到混合液R2中,在1000r/min条件下搅拌5分钟,得到混合液S2;
(21)将物质C2加入到混合液S2中,在1000r/min条件下搅拌5分钟,过滤除去液体得到物质C3,物质C3经100mL质量百分比浓度为92%的乙醇洗涤后在105℃的干燥箱中放置120分钟,得到物质D;
(22)将5.9克对氯苯乙腈加入到900mL无水乙醇中,在1000r/min条件下搅拌5分钟,摇匀后分成等量3份,得到混合液T1、混合液T2、混合液T3;
(23)将3.9克苯并咪唑-2-甲醛和7.7克丙酮苯腙加入到混合液T1中,在1000r/min条件下搅拌5分钟,得到混合液U1;
(24)将物质D加入到混合液U1中,在温度为35℃的摇床中摇动25分钟,过滤除去液体得到物质D1,物质D1经100mL质量百分比浓度为92%的乙醇洗涤后在105℃的干燥箱中放置120分钟,得到物质D2;
(25)将4.9克苯并咪唑-2-甲醛和6.7克丙酮苯腙加入到混合液T2中,在1000r/min条件下搅拌5分钟,得到混合液U2;
(26)将物质D2加入到混合液U2中,在温度为35℃的摇床中摇动25分钟,过滤除去液体得到物质D3,物质D3经100mL质量百分比浓度为92%的乙醇洗涤后在105℃的干燥箱中放置120分钟,得到物质D4;
(27)将5.9克苯并咪唑-2-甲醛和5.7克丙酮苯腙加入到混合液T3中,在1000r/min条件下搅拌5分钟,得到混合液U3;
(28)将物质D4加入到混合液U3中,在温度为35℃的摇床中摇动25分钟,过滤除去液体得到物质D5,物质D5经100mL质量百分比浓度为92%的乙醇洗涤后在105℃的干燥箱中放置120分钟,得到的物质即为基于高岭土的适用于甲基对硫磷降解菌的固定化载体。
下面是运用本发明方法制得的基于高岭土的适用于甲基对硫磷降解菌的固定化载体对甲基对硫磷降解菌进行了固定化,并用固定后的甲基对硫磷降解菌对甲基对硫磷污染水体进行了降解实验,结果表明:当甲基对硫磷的初始浓度为28.8mg/L时,投加固定后的甲基对硫磷降解菌8天后甲基对硫磷的浓度降低到0.2mg/L。
Claims (1)
1.一种基于高岭土的适用于甲基对硫磷降解菌的固定化载体,其特征在于,制备该固定化载体方法的具体步骤如下:
(1)向750mL质量百分比浓度为8%的硝酸铵溶液中加入44.8克高岭土,在1000r/min条件下搅拌50分钟,过滤除去液体,经500mL去离子水洗涤后在105℃的干燥箱中放置55分钟,得到物质A;
(2)将5.7克1,4-二氨基蒽醌加入到1200mL无水乙醇中,在1000r/min条件下搅拌5分钟,摇匀后分成等量3份,得到混合液M1、混合液M2、混合液M3;
(3)将4.8克盐酸苯肼和7.7克2,3,4-三甲氧基苯甲醛加入到150mL无水乙醇中,在1000r/min条件下搅拌5分钟,摇匀后分成等量3份,得到混合液N1、混合液N2、混合液N3;
(4)将混合液M1和8.8克2-噻吩乙酰氯加入到混合液N1中,在1000r/min条件下搅拌5分钟,得到混合液O1;
(5)将物质A加入到混合液O1中,在温度为35℃的摇床中摇动25分钟,过滤除去液体得到物质A1,将物质A1在105℃的干燥箱中放置120分钟,得到物质A2;
(6)将混合液M2和8.0克2-噻吩乙酰氯加入到混合液N2中,在1000r/min条件下搅拌5分钟,得到混合液O2;
(7)将物质A2加入到混合液O2中,在温度为35℃的摇床中摇动25分钟,过滤除去液体得到物质A3,物质A3在105℃的干燥箱中放置120分钟,得到物质A4;
(8)将混合液M3和7.2克2-噻吩乙酰氯加入到混合液N3中,在1000r/min条件下搅拌5分钟,得到混合液O3;
(9)将物质A4加入到混合液O3中,在温度为35℃的摇床中摇动25分钟,过滤除去液体得到物质A5,物质A5在105℃的干燥箱中放置120分钟,得到物质B;
(10)将5.5克单宁酸和4.9克吡唑蒽酮加入到900mL无水乙醇中,在1000r/min条件下搅拌5分钟,摇匀后分成等量3份,得到混合液P1、混合液P2、混合液P3;
(11)将9.4克八甲基环四硅氧烷和5.3克2-氯-4-氟苯甲酸加入到混合液P1中,在1000r/min条件下搅拌5分钟,得到混合液Q1;
(12)将物质B加入到混合液Q1中,在温度为35℃的摇床中摇动25分钟,过滤除去液体得到物质B1,物质B1经100mL质量百分比浓度为92%的乙醇洗涤后在105℃的干燥箱中放置120分钟,得到物质B2;
(13)将8.4克八甲基环四硅氧烷和6.3克2-氯-4-氟苯甲酸加入到混合液P2中,在1000r/min条件下搅拌5分钟,得到混合液Q2;
(14)将物质B2加入到混合液Q2中,在温度为35℃的摇床中摇动25分钟,过滤除去液体得到物质B3,物质B3经100mL质量百分比浓度为92%的乙醇洗涤后在105℃的干燥箱中放置120分钟,得到物质B4;
(15)将7.4克八甲基环四硅氧烷和7.3克2-氯-4-氟苯甲酸加入到混合液P3中,在1000r/min条件下搅拌5分钟,得到混合液Q3;
(16)将物质B4加入到混合液Q3中,在温度为35℃的摇床中摇动25分钟,过滤除去液体得到物质B5,物质B5经100mL质量百分比浓度为92%的乙醇洗涤后在105℃的干燥箱中放置120分钟,得到物质C;
(17)将22.3克3-氨基-4-乙氧羰基吡唑加入到500mL无水乙醇中,在1000r/min条件下搅拌5分钟,摇匀后分成等量2份,得到混合液R1、混合液R2;
(18)将6.8克N,N-二异丙基乙胺和4.7克3-(乙基氨基)-4-甲酚加入到混合液R1中,在1000r/min条件下搅拌5分钟,得到混合液S1;
(19)将物质C加入到混合液R1中,在1000r/min条件下搅拌5分钟,过滤除去液体得到物质C1,物质C1经100mL质量百分比浓度为92%的乙醇洗涤后在105℃的干燥箱中放置120分钟,得到物质C2;
(20)将5.8克N,N-二异丙基乙胺和5.7克3-(乙基氨基)-4-甲酚加入到混合液R2中,在1000r/min条件下搅拌5分钟,得到混合液S2;
(21)将物质C2加入到混合液S2中,在1000r/min条件下搅拌5分钟,过滤除去液体得到物质C3,物质C3经100mL质量百分比浓度为92%的乙醇洗涤后在105℃的干燥箱中放置120分钟,得到物质D;
(22)将5.9克对氯苯乙腈加入到900mL无水乙醇中,在1000r/min条件下搅拌5分钟,摇匀后分成等量3份,得到混合液T1、混合液T2、混合液T3;
(23)将3.9克苯并咪唑-2-甲醛和7.7克丙酮苯腙加入到混合液T1中,在1000r/min条件下搅拌5分钟,得到混合液U1;
(24)将物质D加入到混合液U1中,在温度为35℃的摇床中摇动25分钟,过滤除去液体得到物质D1,物质D1经100mL质量百分比浓度为92%的乙醇洗涤后在105℃的干燥箱中放置120分钟,得到物质D2;
(25)将4.9克苯并咪唑-2-甲醛和6.7克丙酮苯腙加入到混合液T2中,在1000r/min条件下搅拌5分钟,得到混合液U2;
(26)将物质D2加入到混合液U2中,在温度为35℃的摇床中摇动25分钟,过滤除去液体得到物质D3,物质D3经100mL质量百分比浓度为92%的乙醇洗涤后在105℃的干燥箱中放置120分钟,得到物质D4;
(27)将5.9克苯并咪唑-2-甲醛和5.7克丙酮苯腙加入到混合液T3中,在1000r/min条件下搅拌5分钟,得到混合液U3;
(28)将物质D4加入到混合液U3中,在温度为35℃的摇床中摇动25分钟,过滤除去液体得到物质D5,物质D5经100mL质量百分比浓度为92%的乙醇洗涤后在105℃的干燥箱中放置120分钟,得到的物质即为基于高岭土的适用于甲基对硫磷降解菌的固定化载体。
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