CN107930590B - 高效耐强酸型活性炭吸附剂 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种高效耐强酸型活性炭吸附剂，所述吸附剂的原料包括柚子皮磁性活性炭和脂肪酶液，所述柚子皮磁性活性炭与脂肪酶液的质量比为1：5‑10；所述脂肪酶液为绿脓杆菌、酵母菌和黑曲霉三者混合发酵培养所分泌产生的脂肪酶液。本发明中采用的脂肪酶液为绿脓杆菌、酵母菌和黑曲霉按一定比例在特定条件下协同发酵培养所分泌的脂肪酶液在强酸性条件下能够保持很高的活性，能够耐强酸，而且这种脂肪酶液自身对于重金属离子和有机物都具有非常好的吸附效果，将具有这些特性的脂肪酶液与柚子皮磁性活性炭进行协同配合所制得的活性炭吸附剂具有优异的耐强酸性和高吸附量。

Description

高效耐强酸型活性炭吸附剂
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，具体涉及一种高效耐强酸型活性炭吸附剂。
背景技术
随着经济的发展，各地的化工厂越来越多，工业污水的处理成为各界关注的热点，目前，工业废水处理常用技术有活性炭吸附，沸石交换等。但活性炭对废水中重金属离子和有机物的吸附量有限，每次处理废水时均需使用大量的活性炭，成本较高，而且其吸附性能强烈地受到溶液pH值的影响，在酸性废水溶液中，活性炭表面带正电荷，对于重金属离子和有机物的吸附量都很小。采用细菌分泌的脂肪酶液处理活性炭虽然可以提高活性炭的吸附量，但因目前所利用的脂肪酶的活性也会受pH的影响，在强酸性废水中，脂肪酶也将失去活性，从而失去吸附效果。但现有的工业废水中有很多都是酸性废水，如果先调节其pH，再进行吸附处理，将大大提高处理的成本。
因此，为了提高活性炭对废水中有机物和重金属离子的吸附量，尤其是提高对酸性废水中有机物和重金属的吸附量，提高吸附率，降低成本，提高效益，而且不引发二次污染，需要研制出一种新型的耐强酸型的活性炭吸附剂。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种成本低廉、吸附率高，能够在强酸性环境下大量吸附有机物和重金属离子的高效耐强酸型活性炭吸附剂。
本发明提供的高效耐强酸型活性炭吸附剂，所述吸附剂的原料包括柚子皮磁性活性炭和脂肪酶液，所述柚子皮磁性活性炭与脂肪酶液的质量比为1：5-10；所述脂肪酶液为绿脓杆菌、酵母菌和黑曲霉三者混合发酵培养所分泌产生的脂肪酶液；
进一步，所述绿脓杆菌、酵母菌和黑曲霉按比例1.2：1：1接种于培养基中进行混合发酵培养；
进一步，所述绿脓杆菌、酵母菌和黑曲霉总接种量为发酵培养的培养基体积的10％～12％；
进一步，所述培养条件为：培养基的pH为5.5-6.5，培养温度为30-32℃，摇床转速为150-155r/min,培养时间为至少42h；
进一步，所述柚子皮磁性活性炭的粒径为200目以下；
进一步，所述柚子皮磁性活性炭的制备方法包括如下步骤：
a、取柚子皮洗净干燥后，置于盐酸酸洗水中浸泡24h，然后在120-125℃温度下干燥12h，即制得浸渍样品；
b、将步骤a中制得的浸渍样品至于碳化炉中，在温度为670℃下且氮气气氛中碳化至少1h，之后在氮气气氛中冷却至室温，然后取出碳化所得固体，并用蒸馏水洗涤至滤液为中性，再将洗涤后固体烘干粉碎，即可；
进一步，所述盐酸酸洗水按浓度包括如下成分：
HCl 170-180g/L、
Fe3+ 135-140g/L、
Ni2+ 3.5-4.5g/L；
进一步，所述吸附剂的制备方法包括如下步骤：取柚子皮磁性活性炭和脂肪酶液混合后，置于转速为150-155r/min的摇床中处理至少4h，即可；
本发明的有益效果：本发明中采用的脂肪酶液为绿脓杆菌、酵母菌和黑曲霉按一定比例在特定条件下协同发酵培养所分泌的脂肪酶液在强酸性条件下能够保持很高的活性，能够耐强酸，而且这种脂肪酶液自身对于重金属离子和有机物都具有非常好的吸附效果，将具有这些特性的脂肪酶液与柚子皮磁性活性炭进行协同配合所制得的活性炭吸附剂具有优异的耐强酸性和高吸附量。本发明正是利用了这种脂肪酶液与柚子皮磁性活性炭之间的相互协同作用，不仅大大地提高了活性炭吸附剂对有机物和重金属的吸附量，还提高了制得的活性炭吸附剂的耐酸性能，确保使制得的活性炭吸附剂在强酸性环境下也能够大量地吸附有机物和重金属离子，实现高的吸附去除率。本发明中采用的柚子皮磁性活性炭可直接利用钢铁行业酸洗过程中产生的含有铁、铁的溶解金属盐镍以及残余的游离酸盐酸的酸洗废水与经过高温活化的廉价农业剩余物柚子皮结合成新型柚子皮磁性活性炭吸附剂，通过把工业酸洗废水和廉价的农业剩余物柚子皮结合制造成新型柚子皮磁性活性炭吸附污染物，实现了废物利用，能够达到很好地效果，同时降低了成本，应用潜在价值很大。
本发明中制得的活性炭吸附剂能够直接应用于现有的酸性废水中进行吸附处理，而不需要先调节废水pH，从而降低了吸附成本，提高了经济效益，具有潜在的应用价值。此外，本发明中采用的柚子皮磁性活性炭和脂肪酶液都对环境无污染，不会对废水造成二次污染。
具体实施方式
本实施例中提供一种高效耐强酸型活性炭吸附剂，所述吸附剂的原料包括柚子皮磁性活性炭和脂肪酶液，所述柚子皮磁性活性炭与脂肪酶液的质量比为1：5-10；所述脂肪酶液为绿脓杆菌、酵母菌和黑曲霉三者混合发酵培养所分泌产生的脂肪酶液；本实施例中采用的脂肪酶液为绿脓杆菌、酵母菌和黑曲霉混合发酵培养所分泌的脂肪酶液，这种脂肪酶液在强酸性条件下依然能够保持很高的活性，而且这种脂肪酶液自身对于重金属离子和有机物都具有非常好的吸附效果，将具有这些特性的脂肪酶液与柚子皮磁性活性炭进行协同配合所制得的活性炭吸附剂具有优异的耐强酸性和高吸附量。本实施例中正是利用了这种脂肪酶液与柚子皮磁性活性炭之间的相互协同作用，不仅大大地提高了活性炭吸附剂对有机物和重金属的吸附量，还提高了制得的活性炭吸附剂的耐酸性能，确保使制得的活性炭吸附剂在强酸性环境下也能够大量地吸附有机物和重金属离子，实现高的吸附去除率。本实施例中制得的活性炭吸附剂能够直接应用于现有的酸性废水中进行吸附处理，而不需要先调节废水pH，从而降低了吸附成本，提高了经济效益，具有潜在的应用价值。此外，本实施例中采用的柚子皮磁性活性炭和脂肪酶液都对环境无污染，不会对废水造成二次污染。
本实施例中，所述绿脓杆菌、酵母菌和黑曲霉按比例1.2：1：1接种于培养基中进行混合发酵培养；所述绿脓杆菌、酵母菌和黑曲霉总接种量为发酵培养的培养基体积的10％～12％；所述培养条件为：培养基的pH为5.5-6.5，培养温度为30-32℃，摇床转速为150-155r/min,培养时间为至少42h；采用绿脓杆菌、酵母菌和黑曲霉按一定比例在特定条件下协同发酵培养所分泌的脂肪酶液在强酸性条件下依然能够保持很高的活性，而且这种脂肪酶液自身对于重金属离子和有机物都具有非常好的吸附效果，将具有这些特性的脂肪酶液与柚子皮磁性活性炭进行协同配合所制得的活性炭吸附剂具有优异的耐强酸性和高吸附量。
本实施例中，绿脓杆菌和酵母菌的活化方法为：
(1)制备牛肉膏发酵培养的培养基：称取牛肉膏30g、蛋白胨15g和氯化钠15g溶于1000mL蒸馏水中，用0.1mol/L NaOH溶液调节ph＝7.0～7.2，然后于灭菌锅中在121℃灭菌5分钟，即得；
(2)冻干粉活化：将冻干粉加入牛肉膏发酵培养的培养基中，轻轻摇晃使其混匀制得菌悬液，然后将灭菌的LB固体培养基稍冷却后制作成斜面培养基，并将菌悬液部分移植到斜面培养基上，置于37℃的恒温培养箱中培养，使其菌落数量增多，再从斜面培养基上挑选培养茁壮的菌落，接种到新的斜面培养基上培养，重复以上步骤2～3次，直至得到生长良好的菌株。
本实施例中，黑曲霉的活化方法为：
(1)制备改良马丁培养基：分别取蛋白胨5g，磷酸氢二钾1.0g，酵母浸出粉2.0g，硫酸镁0.5g溶于1000ml蒸馏水中，用0.1mol/L NaOH溶液调节ph约为6.8，煮沸，加入20g葡萄糖溶解后，摇匀，纱布滤清，调节pH值为6.4±0.2，即可；
(2)黑曲霉冻干粉的活化：保存的黑曲霉接到改良马丁培养基中，在23～28℃下振荡培养约5-6天，然后将活化后的菌液划线到改良马丁琼脂斜面(在改良马丁培养基中加入琼脂制得)上，在23～28℃下静置培养6-7天，即可。
本实施例中，所述发酵培养的培养基的制备方法为：称取牛肉膏30g、蛋白胨15g和氯化钠15g溶于1000mL蒸馏水中，用0.1mol/L NaOH溶液调节ph＝7.0～7.2，然后于灭菌锅中在121℃灭菌5分钟，即得。
本实施例中，所述脂肪酶液的提取方法包括如下步骤：
(1)提取粗酶液：收集发酵液，于4000r/min下离心15min获得上清液，即为粗酶液；
(2)提取脂肪酶液：取3mL浓度为0.0667mol·L-1磷酸盐缓冲溶液和1mL油酸于锥形瓶中，混匀后放入37℃的恒温水浴锅中预热至少5min，然后向其中加入步骤(1)中提取所得的0.1ml粗酶液，搅拌反应10min后，立即加入8ml甲苯(分析纯)，继续搅拌反应2min后，终止反应；再将经上述步骤处理后所得的溶液在3000r/min条件下离心处理至少10min，取上层有机混合液即为脂肪酶液。
本实施例中，在提取脂肪酶液时，磷酸盐缓冲溶液、油酸以及甲苯的用量均根据提取到的粗酶液的量等比例进行调整。
本实施例中，所述柚子皮磁性活性炭的粒径为200目以下；能够更好的与脂肪酶液混合，便于脂肪酶液更好地修饰柚子皮磁性活性炭。
本实施例中，所述柚子皮磁性活性炭的制备方法包括如下步骤：
a、取柚子皮洗净干燥后，置于盐酸酸洗水中浸泡24h，然后在120-125℃温度下干燥12h，即制得浸渍样品；
b、将步骤a中制得的浸渍样品至于碳化炉中，在温度为670℃下且氮气气氛中碳化至少1h，之后在氮气气氛中冷却至室温，然后取出碳化所得固体，并用蒸馏水洗涤至滤液为中性，再将洗涤后固体烘干粉碎，即可；制备方法简单，采用廉价的农业剩余物柚子皮进行制备，变废为宝，成本低廉。
本实施例中，所述盐酸酸洗水按浓度包括如下成分：
HCl 170-180g/L、
Fe3+ 135-140g/L、
Ni2+ 3.5-4.5g/L；
可直接利用钢铁行业酸洗过程中产生的含有铁、铁的溶解金属盐镍以及残余的游离酸盐酸的酸洗废水，实现了废物利用，能够达到很好地效果，并且大大的降低了制备成本，同时也不会产生新的工业废水。
本实施例中，所述吸附剂的制备方法包括如下步骤：取柚子皮磁性活性炭和脂肪酶液混合后，置于转速为150-155r/min的摇床中处理至少4h，即可；制备方法简单易操作。
本实施例提供的高效耐强酸型活性炭吸附剂可用于吸附处理pH为1-6.5的强酸性废水。
以下为具体实施例：
实施例一
本实施例中提供的高效耐强酸型活性炭吸附剂，所述吸附剂的原料包括柚子皮磁性活性炭和脂肪酶液，所述柚子皮磁性活性炭与脂肪酶液的质量比为1：10；
其中：
所述脂肪酶液为绿脓杆菌、酵母菌和黑曲霉三者按比例1.2：1：1接种于培养基中进行混合发酵培养所分泌产生的脂肪酶液；所述绿脓杆菌、酵母菌和黑曲霉总接种量为发酵培养的培养基体积的10％；所述培养条件为：培养基的pH为6.5，培养温度为32℃，摇床转速为150r/min,培养时间为42h。
所述柚子皮磁性活性炭的粒径为200目以下；
所述柚子皮磁性活性炭的制备方法包括如下步骤：
a、取柚子皮洗净干燥后，置于盐酸酸洗水中浸泡24h，然后在123℃温度下干燥12h，即制得浸渍样品；
b、将步骤a中制得的浸渍样品至于碳化炉中，在温度为670℃下且氮气气氛中碳化1h，之后在氮气气氛中冷却至室温，然后取出碳化所得固体，并用蒸馏水洗涤至滤液为中性，再将洗涤后固体烘干粉碎，即可；
所述盐酸酸洗水按浓度包括如下成分：
HCl 170g/L、
Fe3+ 140g/L、
Ni2+ 3.5g/L。
本实施例中，所述吸附剂的制备方法包括如下步骤：取柚子皮磁性活性炭和脂肪酶液混合后，置于转速为150r/min的摇床中处理4h，即可。
本实施例中，绿脓杆菌和酵母菌的活化方法为：
(1)制备牛肉膏发酵培养的培养基：称取牛肉膏30g、蛋白胨15g和氯化钠15g溶于1000mL蒸馏水中，用0.1mol/L NaOH溶液调节ph＝7.0～7.2，然后于灭菌锅中在121℃灭菌5分钟，即得；
(2)冻干粉活化：将冻干粉加入牛肉膏发酵培养的培养基中，轻轻摇晃使其混匀制得菌悬液，然后将灭菌的LB固体培养基稍冷却后制作成斜面培养基，并将菌悬液部分移植到斜面培养基上，置于37℃的恒温培养箱中培养，使其菌落数量增多，再从斜面培养基上挑选培养茁壮的菌落，接种到新的斜面培养基上培养，重复以上步骤2～3次，直至得到生长良好的菌株。
本实施例中，黑曲霉的活化方法为：
(1)制备改良马丁培养基：分别取蛋白胨5g，磷酸氢二钾1.0g，酵母浸出粉2.0g，硫酸镁0.5g溶于1000ml蒸馏水中，用0.1mol/L NaOH溶液调节ph约为6.8，煮沸，加入20g葡萄糖溶解后，摇匀，纱布滤清，调节pH值为6.4±0.2，即可；
(2)黑曲霉冻干粉的活化：保存的黑曲霉接到改良马丁培养基中，在23～28℃下振荡培养约5-6天，然后将活化后的菌液划线到改良马丁琼脂斜面(在改良马丁培养基中加入琼脂制得)上，在23～28℃下静置培养6-7天，即可。
本实施例中，所述脂肪酶液的提取方法包括如下步骤：
(1)提取粗酶液：收集发酵液，于4000r/min下离心15min获得上清液，即为粗酶液；
(2)提取脂肪酶液：取3mL浓度为0.0667mol·L-1磷酸盐缓冲溶液和1mL油酸于锥形瓶中，混匀后放入37℃的恒温水浴锅中预热至少5min，然后向其中加入步骤(1)中提取所得的0.1ml粗酶液，搅拌反应10min后，立即加入8ml甲苯(分析纯)，继续搅拌反应2min后，终止反应；再将经上述步骤处理后所得的溶液在3000r/min条件下离心处理至少10min，取上层有机混合液即为脂肪酶液。
本实施例中，在提取脂肪酶液时，磷酸盐缓冲溶液、油酸以及甲苯的用量均根据提取到的粗酶液的量等比例进行调整。
本实施例中制备的吸附剂可用于吸附处理pH为1-6.5的强酸性废水。
实施例二
本实施例中提供的高效耐强酸型活性炭吸附剂，所述吸附剂的原料包括柚子皮磁性活性炭和脂肪酶液，所述柚子皮磁性活性炭与脂肪酶液的质量比为1：7；
其中：
所述脂肪酶液为绿脓杆菌、酵母菌和黑曲霉三者按比例1.2：1：1接种于培养基中进行混合发酵培养所分泌产生的脂肪酶液；所述绿脓杆菌、酵母菌和黑曲霉总接种量为发酵培养的培养基体积的11％；所述培养条件为：培养基的pH为6.0，培养温度为30℃，摇床转速为150r/min,培养时间为42h。
所述柚子皮磁性活性炭的粒径为200目以下；
所述柚子皮磁性活性炭的制备方法包括如下步骤：
a、取柚子皮洗净干燥后，置于盐酸酸洗水中浸泡24h，然后在120℃温度下干燥12h，即制得浸渍样品；
b、将步骤a中制得的浸渍样品至于碳化炉中，在温度为670℃下且氮气气氛中碳化1h，之后在氮气气氛中冷却至室温，然后取出碳化所得固体，并用蒸馏水洗涤至滤液为中性，再将洗涤后固体烘干粉碎，即可；
所述盐酸酸洗水按浓度包括如下成分：
HCl 180g/L、
Fe3+ 135g/L、
Ni2+ 4.5g/L。
本实施例中，所述吸附剂的制备方法包括如下步骤：取柚子皮磁性活性炭和脂肪酶液混合后，置于转速为150r/min的摇床中处理4h，即可。
本实施例中，绿脓杆菌、酵母菌和黑曲霉的活化及脂肪酶液提取方法同实施例一。
本实施例中制备的吸附剂可用于吸附处理pH为1-6.5的强酸性废水。
实施例三
本实施例中提供的高效耐强酸型活性炭吸附剂，所述吸附剂的原料包括柚子皮磁性活性炭和脂肪酶液，所述柚子皮磁性活性炭与脂肪酶液的质量比为1：5；
其中：
所述脂肪酶液为绿脓杆菌、酵母菌和黑曲霉三者按比例1.2：1：1接种于培养基中进行混合发酵培养所分泌产生的脂肪酶液；所述绿脓杆菌、酵母菌和黑曲霉总接种量为发酵培养的培养基体积的12％；所述培养条件为：培养基的pH为5.5，培养温度为32℃，摇床转速为155r/min,培养时间为42h。
所述柚子皮磁性活性炭的粒径为200目以下；
所述柚子皮磁性活性炭的制备方法包括如下步骤：
a、取柚子皮洗净干燥后，置于盐酸酸洗水中浸泡24h，然后在125℃温度下干燥12h，即制得浸渍样品；
b、将步骤a中制得的浸渍样品至于碳化炉中，在温度为670℃下且氮气气氛中碳化至少1h，之后在氮气气氛中冷却至室温，然后取出碳化所得固体，并用蒸馏水洗涤至滤液为中性，再将洗涤后固体烘干粉碎，即可；
所述盐酸酸洗水按浓度包括如下成分：
HCl 175g/L、
Fe3+ 135g/L、
Ni2+ 3.5g/L。
本实施例中，所述吸附剂的制备方法包括如下步骤：取柚子皮磁性活性炭和脂肪酶液混合后，置于转速为155r/min的摇床中处理4h，即可。
本实施例中，绿脓杆菌、酵母菌和黑曲霉的活化及脂肪酶液提取方法同实施例一。
本实施例中制备的吸附剂可用于吸附处理pH为1-6.5的强酸性废水。
实施例四
本实施例中提供的高效耐强酸型活性炭吸附剂，所述吸附剂的原料包括柚子皮磁性活性炭和脂肪酶液，所述柚子皮磁性活性炭与脂肪酶液的质量比为1：6；
其中：
所述脂肪酶液为绿脓杆菌、酵母菌和黑曲霉三者按比例1.2：1：1接种于培养基中进行混合发酵培养所分泌产生的脂肪酶液；所述绿脓杆菌、酵母菌和黑曲霉总接种量为发酵培养的培养基体积的12％；所述培养条件为：培养基的pH为6.0，培养温度为32℃，摇床转速为150r/min,培养时间为42h。
所述柚子皮磁性活性炭的粒径为200目以下；
所述柚子皮磁性活性炭的制备方法包括如下步骤：
a、取柚子皮洗净干燥后，置于盐酸酸洗水中浸泡24h，然后在123℃温度下干燥12h，即制得浸渍样品；
b、将步骤a中制得的浸渍样品至于碳化炉中，在温度为670℃下且氮气气氛中碳化1h，之后在氮气气氛中冷却至室温，然后取出碳化所得固体，并用蒸馏水洗涤至滤液为中性，再将洗涤后固体烘干粉碎，即可；
所述盐酸酸洗水按浓度包括如下成分：
HCl 170g/L、
Fe3+ 135g/L、
Ni2+ 3.5g/L。
本实施例中，所述吸附剂的制备方法包括如下步骤：取柚子皮磁性活性炭和脂肪酶液混合后，置于转速为150r/min的摇床中处理4h，即可。
本实施例中，绿脓杆菌、酵母菌和黑曲霉的活化及脂肪酶液提取方法同实施例一。
本实施例中制备的吸附剂可用于吸附处理pH为1-6.5的强酸性废水。
实施例五
本实施例中提供的高效耐强酸型活性炭吸附剂，所述吸附剂的原料包括柚子皮磁性活性炭和脂肪酶液，所述柚子皮磁性活性炭与脂肪酶液的质量比为1：9；
其中：
所述脂肪酶液为绿脓杆菌、酵母菌和黑曲霉三者按比例1.2：1：1接种于培养基中进行混合发酵培养所分泌产生的脂肪酶液；所述绿脓杆菌、酵母菌和黑曲霉总接种量为发酵培养的培养基体积的11％；所述培养条件为：培养基的pH为6.0，培养温度为32℃，摇床转速为155r/min,培养时间为42h。
所述柚子皮磁性活性炭的粒径为200目以下；
所述柚子皮磁性活性炭的制备方法包括如下步骤：
a、取柚子皮洗净干燥后，置于盐酸酸洗水中浸泡24h，然后在123℃温度下干燥12h，即制得浸渍样品；
b、将步骤a中制得的浸渍样品至于碳化炉中，在温度为670℃下且氮气气氛中碳化1h，之后在氮气气氛中冷却至室温，然后取出碳化所得固体，并用蒸馏水洗涤至滤液为中性，再将洗涤后固体烘干粉碎，即可；
所述盐酸酸洗水按浓度包括如下成分：
HCl 170g/L、
Fe3+ 140g/L、
Ni2+ 3.5g/L。
本实施例中，所述吸附剂的制备方法包括如下步骤：取柚子皮磁性活性炭和脂肪酶液混合后，置于转速为150r/min的摇床中处理4h，即可。
本实施例中，绿脓杆菌、酵母菌和黑曲霉的活化及脂肪酶液提取方法同实施例一。
本实施例中制备的吸附剂可用于吸附处理pH为1-6.5的强酸性废水。
取实施例一至实施例五制得的活性炭吸附剂1.1g置于pH为2.3，温度为25℃的50ml模拟酸性废水中以150r/min的转速搅拌吸附处理210min，同时以单独的柚子皮磁性活性炭为对比例进行吸附处理，测试处理后的COD值以及所含重金属离子的浓度，计算去除率，结果见下表1。其中模拟酸性废水的COD值为1161mg/L、Cu2+20mg/L、Pb2+40mg/L。
Figure BDA0001485576070000121
表1
由表1可知，使用少量的本发明所制备的活性炭吸附剂在强酸性废水中，就能够达到高的吸附去除率，使废水中COD的去除率高达82.1％，Cu2+的去除率高达93％，Pb2+的去除率高达85％，进而说明本发明所制备的吸附剂具有非常优异的耐酸性能和吸附效果，能够吸附去除酸性废水中所含的大量有机物和重金属离子。
在实际使用时，操作人员可根据废水中有机物和重金属离子浓度，适量加大本发明制得的高效耐强酸型活性炭吸附剂的添加量，使其达到更加优异的吸附效果。
脂肪酶液活力测定：
使用NaOH(0.1mol/L)或HCl(0.1mol/L)溶液，调整培养基的起始pH为1、2、3、3.5、4、4.5、5、5.5、6、6.5、7、7.5、8之间。按比例1.2：1：1接种绿脓杆菌，酵母菌和黑曲霉三者于培养基中进行培养，在30℃，150r/min进行发酵产酶培养42h。收集不同初始pH条件下培养所得发酵液，于4000r/min离心15min获得上清液，分别按上述提取方法提取脂肪酶液并测定脂肪酶活力，结果见下表2。
酶活力测试方法：取提取所得的脂肪酶液4mL于小锥瓶中，加入1mL显色剂(称取5g乙酸铜固体溶于95g蒸馏水中，搅拌使得乙酸铜完全溶解，再用吡啶调节显色剂的pH为6.1)，摇动3min使显色剂与脂肪酶液充分接触并反应，产生的脂肪酸与Cu2+生成绿色络合物。再将溶液离心10min，取上层含有脂肪酸铜的苯溶液，用紫外分光光度计(UV2300)在590nm波长处测得其吸光度。以相同方法制备不含脂肪酶的空白溶液为参比，设置24h的时间梯度测得菌液的ABS值反应出菌液的光密度(OD)值，确定检测菌液的波长及最高OD值的培养时间。酶活定义及计算公式：在一定条件下，每分钟释放出1μmol脂肪酸的酶量定义为1个脂肪酶活力单位(U)。
按下式计算酶活：
U＝[△A/(0.01×t)]×D
公式中U为酶活性，单位U·mL-1；△A为吸光度变化差值；t为酶液反应时间，单位min；D为稀释倍数
Figure BDA0001485576070000131
表2
由表2可知，采用绿脓杆菌、酵母菌和黑曲霉按一定比例在特定条件下协同发酵培养所分泌的脂肪酶液在强酸性条件下依然能够保持很高的活性。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (6)

1.一种高效耐强酸型活性炭吸附剂，其特征在于：所述吸附剂的原料包括柚子皮磁性活性炭和脂肪酶液，所述柚子皮磁性活性炭与脂肪酶液的质量比为1：5-10；所述脂肪酶液为绿脓杆菌、酵母菌和黑曲霉三者混合发酵培养所分泌产生的脂肪酶液；所述绿脓杆菌、酵母菌和黑曲霉按比例1.2：1：1接种于培养基中进行混合发酵培养；所述发酵培养的培养基的制备方法为：称取牛肉膏30g、蛋白胨15g和氯化钠15g溶于1000mL蒸馏水中，用0.1mol/LNaOH溶液调节ph＝7.0～7.2，然后于灭菌锅中在121℃灭菌5分钟，即得；
所述培养条件为：培养基的pH为5.5-6.5，培养温度为30-32℃，摇床转速为150-155r/min,培养时间为至少42h。
2.根据权利要求1所述的高效耐强酸型活性炭吸附剂，其特征在于：所述绿脓杆菌、酵母菌和黑曲霉总接种量为发酵培养的培养基体积的10％～12％。
3.根据权利要求1所述的高效耐强酸型活性炭吸附剂，其特征在于：所述柚子皮磁性活性炭的粒径为200目以下。
4.根据权利要求3所述的高效耐强酸型活性炭吸附剂，其特征在于：所述柚子皮磁性活性炭的制备方法包括如下步骤：
a、取柚子皮洗净干燥后，置于盐酸酸洗水中浸泡24h，然后在120-125℃温度下干燥12h，即制得浸渍样品；
b、将步骤a中制得的浸渍样品置于 碳化炉中，在温度为670℃下且氮气气氛中碳化至少1h，之后在氮气气氛中冷却至室温，然后取出碳化所得固体，并用蒸馏水洗涤至滤液为中性，再将洗涤后固体烘干粉碎，即可。
5.根据权利要求4所述的高效耐强酸型活性炭吸附剂，其特征在于：所述盐酸酸洗水按浓度包括如下成分：
HCl 170-180g/L、
Fe3+135-140g/L、
Ni2+3.5-4.5g/L。
6.根据权利要求1所述的高效耐强酸型活性炭吸附剂，其特征在于：所述吸附剂的制备方法包括如下步骤：取柚子皮磁性活性炭和脂肪酶液混合后，置于转速为150-155r/min的摇床中处理至少4h，即可。
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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CN105727895A (zh) * 2016-03-07 2016-07-06 浙江工商大学 一种柚子皮活性炭-壳聚糖吸附剂及其制备方法和应用

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103086368A (zh) * 2013-01-16 2013-05-08 黑龙江大学 以废弃柚子皮为碳源制备磁性纳米石墨碳的方法
CN105727895A (zh) * 2016-03-07 2016-07-06 浙江工商大学 一种柚子皮活性炭-壳聚糖吸附剂及其制备方法和应用

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"Activated carbons preparation from yellow mombin fruit stones for lipase immobilization";Mylena Junqueira Pinto Brito等;《Fuel Processing Technology》;20170228;第156卷;第421页右栏第3段、422页第2.1-2.4节 *
"内生黑曲霉产脂肪酶条件研究及其粗酶酶学特性";何茹等;《中国酿造》;20141231;第33卷(第3期);第52-56页 *

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