一种可降解油污的微生物负载型的树脂吸附剂及制备方法技术

本发明专利技术涉及溢油水体修复技术领域，具体涉及一种可降解油污的微生物负载型的树脂吸附剂及制备方法，树脂吸附剂由微生物负载体浸渍于丙烯酸酯共聚物乳液后干燥而成，微生物负载体由在多孔道的载体颗粒上负载石油烃降解菌而成，载体颗粒为魔芋葡甘露聚糖气凝胶颗粒。该树脂吸附剂可以对吸附的石油进行降解，具有持续处理水体中石油的能力，将魔芋葡甘露聚糖气凝胶负载石油降解菌后包埋在丙烯酸酯树脂内，使菌株的固化稳定性高，魔芋葡甘露聚糖气凝胶和丙烯酸酯树脂内部有丰富的微细孔道，使树脂吸附剂具有巨大的吸油容量，吸附速率快。

A microorganism loaded resin adsorbent and preparation method for biodegradable oil pollution

The present invention relates to the technical field of oil spill water remediation, in particular relates to a biodegradable oil microbial supported resin adsorbent and a preparation method thereof, resin adsorbent by microbial load body immersed in the acrylate copolymer emulsion after drying. The microbial load by the carrier particles in the pore on the load of petroleum hydrocarbon degrading bacteria and a carrier particle for konjac glucomannan aerogel particles. The resin adsorbent can be adsorbed on oil degradation, has the ability to continue to handle the water in the oil, the konjac glucomannan aerogel supported oil degrading bacteria embedded in acrylic resin, the curing strain of high stability, internal KGM aerogel and acrylic resin with rich micro channel, the the resin adsorbent has great oil absorption capacity, adsorption speed.

【技术实现步骤摘要】
一种可降解油污的微生物负载型的树脂吸附剂及制备方法
本专利技术涉及溢油水体修复
，具体涉及一种可降解油污的微生物负载型的树脂吸附剂及制备方法。
技术介绍
过去几十年来，我国工业快速发展，国民生活水平也不断提高，但是随工业化进程的发展，石油的需求量也逐年增加，但在石油的勘探、开采、运输、炼制、使用过程中不可避免地对空气、周围土壤、水源等造成污染，尤其是海洋石油开采、运油船漏油、油船失事所导致的石油泄漏和未经处理的含油工业废水随意排放等都能造成海上溢油，带来严重的海洋石油污染。石油中的对二甲苯、稠环芳烃等物质具有毒性和致癌能力，给人以及动物、周围环境带来巨大的危害。目前，对受石油污染的水体的治理一般是采用吸油材料对水体中的油进行吸附，常用的吸油材料为高吸油树脂。高吸油树脂是亲油性单体交联而成的聚合物，分子间具有三维交联网络状结构，具有吸油速率高，保油性好的特点，但是由于高吸油树脂吸油是通过分子内的亲油基和油分子的溶剂化使树脂发生溶胀作用，吸收的油负载于三维网状结构中而不会分解，当高吸油树脂吸附油分子达到饱和后，需要对油进行分离回收以使高吸油树脂得到重复使用，由于高吸油树脂的保油性好，油被高吸油树脂吸附后很难回收，依靠目前的分离回收技术会造成能耗高、操作复杂、成本高的问题。中国专利2017103875371公开了一种聚丙烯酸酯类高吸油树脂，该高吸油树脂采用常见的烷基丙烯酸酯类和丙烯酸酯类单体通过优选单体组成、改善单体配比以及三元乙丙橡胶结构剂的引入，通过悬浮聚合的方式制成，具有良好表面形态且表面不粘结，但是仍然存在上述需要分离回收的问题。
技术实现思路
针对现有高吸油树脂吸附饱和后需要回收分离而带来不便的问题，本专利技术的目的在于提供一种可降解油污的微生物负载型的树脂吸附剂，该树脂吸附剂内负载降解石油的微生物，可以将吸附的石油进行降解，从而可以长期使用，避免了对被吸附的石油的回收分离，而且吸附容量大，吸附速率快。本专利技术的另一目的为提供上述可降解油污的微生物负载型的树脂吸附剂的制备方法。本专利技术提供如下的技术方案：一种可降解油污的微生物负载型的树脂吸附剂，树脂吸附剂由微生物负载体浸渍于丙烯酸酯共聚物乳液后干燥而成，其中：微生物负载体由在多孔道的载体颗粒上负载石油烃降解菌而成；丙烯酸酯共聚物乳液由以下重量份的组份制成：甲基丙烯酸酯类单体65～85份、苯乙烯20～30份、引发剂0.5～1.5份、乳化剂3～7、致孔剂45～55份、交联剂3～5份和水250-450份。本专利技术的树脂吸附剂由微生物负载体和丙烯酸酯共聚物乳液制成，其中微生物负载体由多孔道的载体颗粒负载石油烃降解菌制成，而丙烯酸酯共聚物由甲基丙烯酸酯类单体与苯乙烯等共聚制成，所得的树脂为丙烯酸酯树脂。多孔道的载体颗粒孔道丰富，既提供石油烃降解菌的负载位点，同时可以起到吸附油滴的作用，而丙烯酸酯树脂具有丰富的孔隙，石油吸附能力强，这样丙烯酸酯类树脂与载体颗粒起到吸附水体中石油的作用，而负载的石油烃降解菌以石油为碳源，将吸附的石油及时分解，使该树脂吸附剂能够长期投放在水体中使用，不需要进行回收分离。丙烯酸树脂的耐热性、耐水性和耐溶剂性，机械强度高，将微生物负载体负载于树脂内，增强了微生物负载体的稳定性，保证石油烃降解菌的长期存活，而且多孔道颗粒埋藏于丙烯酸酯树脂内也增强了丙烯酸树脂的强度，可增加树脂吸附剂的使用寿命，使该树脂吸附剂能够长期有效地去除水体中的油污。作为本专利技术的一种改进，所述载体颗粒为魔芋葡甘露聚糖气凝胶颗粒。魔芋葡甘露聚糖气凝胶具有多孔结构，吸附性强，能够使微生物更容易从水体中摄取营养物质，提高了微生物的存活率和活性，同时魔芋葡甘露聚糖气凝胶还可以吸附水体中的重金属离子，进一步净化水体，魔芋葡甘露聚糖气凝胶复合到丙烯酸酯树脂中后可增加树脂的力学性能。上述可降解油污的微生物负载型的树脂吸附剂的制备方法，包括以下步骤：(1)将重量份为10份的魔芋葡甘露聚糖气凝胶颗粒加入到20～50份的石油烃降解菌的种子菌液中，直至魔芋葡甘露聚糖气凝胶吸附种子菌液饱和得到魔芋葡甘露聚糖气凝胶液；(2)将上述魔芋葡甘露聚糖气凝胶液与质量浓度为4wt％～8wt％的海藻酸钠溶液重量份1000份混合，然后注入至质量浓度为2.5wt％～3.5wt％的氯化钙溶液中交联得到微生物负载体；(3)称量重量份的甲基丙烯酸酯类单体65～85份、苯乙烯20～30份、引发剂0.5～1.5份、乳化剂3～7份加入到250-450份的水中搅拌乳化1～2h得乳化液，向乳化液中添加交联剂3～5份、致孔剂45～55份后通氮气在65～85℃加热聚合反应4～8h制得丙烯酸酯共聚物乳液；(4)将重量份的微生物负载体5～30份、偶联剂0.1～0.5份加入到上述丙烯酸酯共聚物乳液中，低速搅拌均匀后真空干燥制得微生物负载型的树脂吸附剂。作为本专利技术方法的一种改进，步骤(1)中的石油烃降解菌为短芽孢杆菌，种子菌液的菌种浓度为6×109cell/g。作为本专利技术方法的一种改进，步骤(3)中的甲基丙烯酸酯类单体为甲基丙烯酸十二酯、甲基丙烯酸十三酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯和甲基丙烯酸丁酯中的至少一种。作为本专利技术方法的一种改进，乳化剂为十二烷基苯磺酸钠、引发剂为过硫酸盐类引发剂、交联剂为N,N’-亚甲基双丙烯酰胺、致孔剂为乙酸乙酯。作为本专利技术方法的一种改进，还包括在步骤(4)中向丙烯酸酯共聚物乳液中添加重量份的纳米二氧化钛1～5份，纳米二氧化钛的粒径为10-50nm。加入纳米二氧化钛使得树脂吸附剂拥有较强的抗老化能力，特别是抗紫外线能力，尤其适用于处理江河，特别是海洋上的浮油，此时树脂吸附剂通常会遭受长时间的日晒，提高其抗光老化能力有助于延长树脂的实用寿命。作为本专利技术方法的一种改进，还包括在步骤(4)中向丙烯酸酯共聚物乳液中添加丙烯酸酯共聚物乳液的0.6wt％～1wt％的羟基硅油、1.1wt％～1.5wt％的三甲基羟基硅烷和0.1wt％～0.2wt％的二丁基锡二月桂酸酯。羟基硅油和三甲基羟基硅烷在二丁基锡二月桂酸酯的催化作用下发生硅醇缩合交联反应，在丙烯酸酯共聚物乳液内部形成有低表面能的有机硅交联网络，从而增韧丙烯酸酯树脂并降低表面能，提升丙烯酸酯树脂的吸油疏水能力并降低溶胀性。三甲基羟基硅烷具有良好的疏水吸油能力，进一步增强微生物负载吸附剂的处理油污的能力。作为本专利技术方法的一种改进，步骤(4)中的搅拌速度为20～50r/min，搅拌温度10～30℃，真空干燥温度10～30℃。在树脂吸附剂的制备过程中，将固定石油烃降解菌的魔芋葡甘露聚糖气凝胶经海藻酸钠与氯化钙交联反应制成微生物负载体，在微生物负载体内部形成魔芋葡甘露聚糖气凝胶-海藻酸钠-氯化钙交联结构，微生物负载体的稳定性好，进一步增强了魔芋葡甘露聚糖气凝胶的使用寿命。同时向丙烯酸酯共聚物乳液中加入致孔剂和交联剂、苯乙烯等，使丙烯酸酯树脂内形成大量的微细孔道结构，使树脂吸附剂具有快速吸油能力以及较大的储油容量，而且将微生物负载体负载于树脂内提高稳定性的同时，使树脂吸附剂内形成丙烯酸酯树脂-魔芋葡甘露聚糖气凝胶的多维孔道结构，树脂吸附剂的吸附能力和吸附速度得到极大的增强。而选用的短芽孢杆菌具有较强的石油烃类的降解能力。在树脂吸附剂成型中保持10～30℃下低速搅拌，树脂吸本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可降解油污的微生物负载型的树脂吸附剂，其特征在于，树脂吸附剂由微生物负载体浸渍于丙烯酸酯共聚物乳液后干燥而成，其中：微生物负载体由在多孔道的载体颗粒上负载石油烃降解菌而成；丙烯酸酯共聚物乳液由以下重量份的组份制成：甲基丙烯酸酯类单体65～85份、苯乙烯20～30份、引发剂0.5～1.5份、乳化剂3～7、致孔剂45～55份、交联剂3～5份和水250‑450份。

【技术特征摘要】
1.一种可降解油污的微生物负载型的树脂吸附剂，其特征在于，树脂吸附剂由微生物负载体浸渍于丙烯酸酯共聚物乳液后干燥而成，其中：微生物负载体由在多孔道的载体颗粒上负载石油烃降解菌而成；丙烯酸酯共聚物乳液由以下重量份的组份制成：甲基丙烯酸酯类单体65～85份、苯乙烯20～30份、引发剂0.5～1.5份、乳化剂3～7、致孔剂45～55份、交联剂3～5份和水250-450份。2.根据权利要求1所述的可降解油污的微生物负载型的树脂吸附剂，其特征在于，所述载体颗粒为魔芋葡甘露聚糖气凝胶颗粒。3.如权利要求1至2任一所述的可降解油污的微生物负载型的树脂吸附剂的制备方法，包括以下步骤：（1）将重量份为10份的魔芋葡甘露聚糖气凝胶颗粒加入到20～50份的石油烃降解菌的种子菌液中，直至魔芋葡甘露聚糖气凝胶吸附种子菌液饱和得到魔芋葡甘露聚糖气凝胶液；（2）将上述魔芋葡甘露聚糖气凝胶液与质量浓度为4wt%～8wt%的海藻酸钠溶液重量份1000份混合，然后注入至质量浓度为2.5wt%～3.5wt%的氯化钙溶液中交联得到微生物负载体；（3）称量重量份的甲基丙烯酸酯类单体65～85份、苯乙烯20～30份、引发剂0.5～1.5份、乳化剂3～7份加入到250-450份的水中搅拌乳化1～2h得乳化液，向乳化液中添加交联剂3～5份、致孔剂45～55份后通氮气在65～85℃加热聚合反应4～8h制得丙烯酸酯共聚物乳液；（4）将重量份的微生物负载体5～30份、偶联剂0.1～0.5份加入到上述丙烯酸酯...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘梅，陈庆国，李晶晶，康蒙蒙，陶玲，国青青，
申请(专利权)人：浙江海洋大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33