CN1850636A - 高效快速吸附重金属离子的细菌纤维素悬浮液制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高效快速吸附重金属离子的细菌纤维素悬浮液制备方法，包括如下步骤：(1)细菌纤维素湿膜置于50～100℃，浓度为1～10％的碱溶液中，加热20～60min，然后用去离子水和浓度为0.1～1％的酸溶液反复冲洗；(2)将冲洗干净的细菌纤维素置于打浆机内，转速为300～500r/min，时间为5～15min，形成乳浊液；(3)将所得乳浊液置于离心机内，转速为100～700r/min，获得上层悬浮液；(4)将获得的悬浮液保存于冰箱内，冰箱温度控制在4～10℃。本发明的有益效果是：细菌纤维素悬浮液无挥发性，无毒性，不会对环境和操作人员造成危害；制备方法简单，吸附速度快，吸附效果明显；所用酸、碱溶液可重复使用，缩短了提取周期。
Description
技术领域
本发明涉及一种细菌纤维素悬浮液制备方法，特别是涉及一种高效快速吸附重金属离子的细菌纤维素悬浮液制备方法。
背景技术
目前，我国城市正面临着水资源紧缺的问题，并且威胁到了城市的远期发展。城市污水经三级处理即可满足对水质要求不高的工业冷却水、农业灌溉用水和市政杂用水，从而可以将洁净的水替换出来，达到节约水资源的目的。但某些进入污水厂的污水中含有重金属离子，这些重金属离子在普通的二级处理中只能去除一小部分，其余则流出系统，对水体产生污染，其后果不堪设想，例如在工业冷却水中如果存在重金属离子，会对生产设备进行破坏，并且对人体产生不良影响；如果在回用灌溉水中有重金属离子存在，会在植物中沉积，通过食物链进入人体，从而对人体产生危害。
据文献报导，治理含重金属离子废水的方法有很多，其中应用最广泛的是化学沉淀法处理重金属离子废水，这类药剂多属于化学品如氢氧化钠、氢氧化钙等，其生产过程本身就会对环境造成污染，而且在治理重金属离子废水时所产生的含重金属的沉降物不稳定，容易溶解造成二次污染。在化学沉淀法处理重金属离子废水的实际使用过程中由于不同的重金属离子生成氢氧化物沉淀时的最佳pH值不同，以及某些重金属离子可能与溶液中的其他离子形成络合物(增加了它在水中的溶解度)，所以处理效果往往不理想。对重金属离子回收比较有效的方法是利用高分子接枝反应直接或间接在植物纤维素结构上引入吸附性功能基，然而对纤维素的改性也是一个复杂而耗时的过程。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种高效快速吸附重金属离子的细菌纤维素悬浮液制备方法，以弥补现有技术的不足或缺陷，满足生产和生活的需要。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案：高效快速吸附重金属离子的细菌纤维素悬浮液制备方法，包括如下步骤：
(1)细菌纤维素置于50～100℃，浓度为1～10％的碱溶液中，加热20～60min，然后用去离子水和浓度为0.1～1％的酸溶液反复冲洗；
(2)将冲洗干净的细菌纤维素置于打浆机内，转速为300～500r/min，时间为5～15min，形成乳浊液；
(3)将所得乳浊液置于离心机内，转速为100～700r/min，获得上层悬浮液；
(4)将获得的悬浮液保存于冰箱内，冰箱温度控制在4～10℃。
作为优选的技术方案：所述的产细菌纤维素的菌种包括木醋杆菌(Acetobacter xylinum)、产醋杆菌(A.acetigenum)、醋化杆菌(Acetobacteraceti)、巴氏醋杆菌(Acetobacter pasteurianus)、葡萄糖杆菌(Gluconobaterspp)、农杆菌(Agrobaterium tumefaciens)、根瘤菌(Rhizobium trifolii)、八叠球菌(Sarcina ventriculi)、洋葱假单胞菌(Seudomonas cepacia)、椰毒假单胞菌(P.cocovenenans)、空肠弯曲菌(Campyiobater jejuni)中的一种或几种；
所述的碱溶液包括NaOH溶液、KOH溶液、氨水溶液、NaHCO3溶液中的一种或几种；
所述的酸溶液包括H2SO4溶液、HCl溶液、CH3COOH溶液、乙酸中的一种或几种。
所述的碱溶液和酸溶液可重复使用。
本发明的原理是：细菌纤维素湿膜在除去表面杂质后，具有很高的表面活化能，再进行成浆后，大大增加了其表面积，从而有利于重金属离子的吸附。
本发明的有益效果是：
(1)由于使用溶液无挥发性，无毒性，因而不会对环境和操作人员造成危害。
(2)悬浮液的制备方法简单，吸附速度快，吸附效果明显。
(3)吸附的重金属离子只需简单的方法即可回收
(4)操作后的溶液用PH计经简单的调节又可重复使用，缩短了提取周期。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细阐述。
实施例1
将木醋杆菌产的纤维素湿膜置于60℃，浓度为5％的NaOH溶液中，加热30min，去除菌体蛋白，然后用去离子水和0.4％的H2SO4溶液反复冲洗。将冲洗干净的细菌纤维素置于打浆机内，转速调整为400r/min，时间在10min，形成乳浊液；将所得乳浊液置于离心机内，转速为400r/min，获得上层悬浮液。将获得的悬浮液保存于冰箱内，冰箱温度控制在5℃。称取5g细菌纤维素悬浮液，置于已配好的含Cu离子溶液中，放入恒温槽中，与25℃静置2小时，过滤，测定滤液的电导率，由标准曲线测得滤液中剩余Cu离子的浓度。经电导率方法测定，本发明细菌纤维素悬浮液的重金属吸附率为200mg。
实施例2
将木醋杆菌产的纤维素湿膜置于50℃，浓度为10％的KOH溶液中，加热20min，去除菌体蛋白，然后用去离子水和浓度为0.1％的CH3COOH溶液反复冲洗；将冲洗干净的细菌纤维素置于打浆机内，转速为300r/min，时间为15min，形成乳浊液；将所得乳浊液置于离心机内，转速为100r/min，获得上层悬浮液；将获得的悬浮液保存于冰箱内，冰箱温度控制在4℃。称取3g细菌纤维素悬浮液，置于已配好的含Cu离子溶液中，放入恒温槽中，与25℃静置2小时，过滤，测定滤液的电导率，由标准曲线测得滤液中剩余Cu离子的浓度。经电导率方法测定，本发明细菌纤维素悬浮液的重金属吸附率为118.2mg。
实施例3
将木醋杆菌产的纤维素湿膜置于100℃，浓度为1％的氨水溶液中，加热60min，去除菌体蛋白，然后用去离子水和浓度为1％的乙酸溶液反复冲洗；将冲洗干净的细菌纤维素置于打浆机内，转速为500r/min，时间为5min，形成乳浊液；将所得乳浊液置于离心机内，转速为700r/min，获得上层悬浮液；将获得的悬浮液保存于冰箱内，冰箱温度控制在10℃。称取5g细菌纤维素悬浮液，置于已配好的含Zn离子溶液中，放入恒温槽中，与25℃静置2小时，过滤，测定滤液的电导率，由标准曲线测得滤液中剩余Zn离子的浓度。经电导率方法测定，本发明细菌纤维素悬浮液的重金属吸附率为103.5mg。
实施例4
将葡糖杆菌产的纤维素湿膜置于70℃，浓度为6％的NaHCO3溶液溶液中，加热15min，去除菌体蛋白，然后用去离子水和0.7％的HCl溶液反复冲洗。提纯后的细菌纤维素置于打浆机内，转速调整为450r/min，时间在15min。将上述乳浊液置于离心机内，转速为500r/min，获得上层悬浮液；将获得的悬浮液保存于冰箱内，冰箱温度控制在4℃。称取3g细菌纤维素悬浮液，置于已配好的含Zn离子溶液中，放入恒温槽中，与25℃静置2小时，过滤，测定滤液的电导率，由标准曲线测得滤液中剩余Zn离子的浓度。经电导率方法测定，本发明细菌纤维素悬浮液的重金属吸附率为112.5mg。
Claims (5)
1、高效快速吸附重金属离子的细菌纤维素悬浮液制备方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)细菌纤维素湿膜置于50～100℃，浓度为1～10％的碱溶液中，加热20～60min，然后用去离子水和浓度为0.1～1％的酸溶液反复冲洗；
(2)将冲洗干净的细菌纤维素置于打浆机内，转速为300～500r/min，时间为5～15min，形成乳浊液；
(3)将所得乳浊液置于离心机内，转速为100～700r/min，获得上层悬浮液；
(4)将获得的悬浮液保存于冰箱内，冰箱温度控制在4～10℃。
2、根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述的产细菌纤维素的菌种包括木醋杆菌、产醋杆菌、醋化杆菌、巴氏醋杆菌、葡萄糖杆菌、农杆菌、根瘤菌、八叠球菌、洋葱假单胞菌、椰毒假单胞菌、空肠弯曲菌中的一种或几种；
3、根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述的碱溶液包括NaOH溶液、KOH溶液、氨水溶液、NaHCO3溶液中的一种或几种；
4、根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述的酸溶液包括H2SO4溶液、HCl溶液、CH3COOH溶液、乙酸中的一种或几种。
5、根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述的碱溶液和酸溶液可重复使用。
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