一种新型表面活性剂在微藻泡沫浮选采收上的应用制造技术

本发明专利技术公开了一种新型表面活性剂在微藻泡沫浮选采收上的应用，在微藻泡沫浮选采收中使用如式Ⅰ所示的新型表面活性剂作为浮选捕收剂。该新型表面活性剂作为微藻泡沫浮选采收的浮选捕收剂，其分子结构含有两个疏水基团和多个亲水基团，双疏水尾链的存在提高了捕收剂的疏水能力，而多亲水头基的存在能促进捕收剂分子在微藻表面的吸附，增强其对微藻的浮选性能；相对现有的微藻泡沫浮选采收技术中使用的捕收剂，能显著提高采收效率与回收率。

【技术实现步骤摘要】
一种新型表面活性剂在微藻泡沫浮选采收上的应用
本专利技术属于选矿
，具体地说，涉及一种新型表面活性剂在微藻泡沫浮选采收上的应用。
技术介绍
在我国高速发展的当下，正严重面临着工业化、城镇化所带来的能源紧缺问题。微藻生物柴油是通过生理调控使微藻转化为烃类物质，或利用高温高压液化法直接提取微藻中的油脂，反应得到相对分子质量较小的脂肪酸甲酯，最后洗涤干燥即可得到生物柴油(植物科学学报，2008，26(6)：650-660)。而微藻是一种可再生的生物能源原料，具有生长周期短、适应能力强、抗盐特性好、油脂量占细胞干重的60～70％等特点，适合大规模的工业化培养(新能源进展，2018，6(6)：467-474)。但是现有研究都主要关注于微藻的培养，很少有涉及藻类采收方面。根据数据统计，用于微藻采收富集的设备耗能占整个工业生产的30％(Bioresourcetechnology，2018，269：188-194)。沈英等综述了目前用于微藻采收富集的主要技术手段，分别为沉降、过滤、离心、絮凝和浮选(湖北农业科学，2012，51(22)：4982-4991)，但前四种方法虽耗能少，但存在效率低、耗时长等诸多问题，严重制约了该行业的发展。浮选是一种目前在选矿、废水处理等领域有着广泛应用的技术手段，但目前还未成熟地运用在微藻的采收环节中。TheaCoward等利用十六烷基三甲基溴化铵(见结构式a)作为捕收剂，证明浮选确实比目前工业生产所用到的离心方法具有更高的效率(BiomassandBioenergy，2014，(67)：354-362)。ChenY.M.等将阳离子捕收剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、阴离子捕收剂十二烷基硫酸钠(SDS，见结构式b)两种捕收剂进行了比较，结果表明SDS对藻类的回收率约10％，CTAB对藻类的回收率可达90％以上；以SDS为捕收剂时，添加10mg/L的壳聚糖，除藻率可达90％(ColloidsandSurfacesB:Biointerfaces，1998，12：49-55)。张海阳等以十二胺(见结构式c)作为捕收剂，利用正交实验研究了捕收剂用量、搅拌转速、藻液浓度、溶液pH和浮选时间对小球藻采收效率的影响，结果表明采收小球藻的最优条件为十二胺用量为30mg/L、搅拌转速为1200r/min、浮选时间3min，此时回收率可达98.35％(可再生能源，2016，34(2)：268-273)。专利CN201710712868.8《一种基于泡沫浮选的紫球藻采收方法》公开了将鼠李糖脂(见结构式d)与起泡剂配合使用，通过泡沫浮选收集上浮产物的方法。目前，微藻的泡沫浮选采收中使用的捕收剂为传统的具有单一疏水基、单一亲水基的传统表面活性剂，存在的缺点是选择性差、用量大、捕收能力弱。因此，为了解决当前微藻的泡沫浮选采收中存在的浮选指标差的技术问题，研究开发捕收能力强、选择性好的新型高效的微藻泡沫浮选捕收剂，对微藻资源的开发利用和农业、相关工业的可持续发展具有十分重大的意义。有鉴于此特提出本专利技术。(结构式a：十六烷基三甲基溴化铵)(结构式b：十二烷基硫酸钠)CH3(CH2)10CH2NH2(结构式c：十二烷基伯胺)(结构式d：鼠李糖脂)
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种泡沫浮选采收微藻的新型表面活性剂用作浮选捕收剂，解决了现有传统的具有单一疏水基、单一亲水基的传统表面活性剂对微藻泡沫浮选采收过程中存在的选择性差、用量大、捕收能力弱，导致微藻泡沫浮选采收过程中的回收率差、富集比低，使得微藻的采收成本高的问题。为解决上述技术问题，本专利技术采用技术方案的基本构思是：一种新型表面活性剂在微藻泡沫浮选采收上的应用，在微藻泡沫浮选采收中使用如式Ⅰ所示的新型表面活性剂作为浮选捕收剂，该新型表面活性剂结构如式I所示：在微藻泡沫浮选采收中使用如式Ⅰ所示的新型表面活性剂作为浮选捕收剂，浮选微藻藻液酸碱度范围为pH7～10，藻液的藻细胞密度为1×108cells/L～6×108cells/L，新型表面活性剂的用量为10～40mg/L，所述微藻具体为小球藻、紫球藻、斜生栅藻中的一种。采用上述技术方案后，本专利技术与现有技术相比具有以下有益效果。(1)新型表面活性剂的浮选捕收剂的分子中具有多个亲水基团，与微藻表面的作用能力更强，对微藻的选择性更好，能促进捕收剂分子在藻细胞表面的吸附，可以提高浮选富集比；(2)其分子中具有两个疏水性基团，增加捕收剂的疏水能力，对微藻的捕收能力更强，可以强化微藻的浮选的效果；(3)本专利技术所述的新型表面活性剂的浮选捕收剂对微藻的捕收能力强、选择性好，提高了微藻采收的富集比和回收率，解决了传统表面活性剂存在的捕收剂用量大，微藻的富集比和回收率低的技术问题，具有很好的推广和应用的价值。下面对本专利技术的具体实施方式作进一步详细的描述。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。本专利技术提供一种用于微藻泡沫浮选采收的新型表面活性剂，该新型表面活性剂结构如式I所示：实施例1待采收小球藻藻液的藻细胞密度为1.9344×108cells/L，藻液pH为9，将35mL藻液转移到浮选机后搅拌2min，将如式I所示的新型表面活性剂以15mg/L的浮选浓度加入浮选机，以2000rpm转速搅拌2min，浮选3min后停止，待藻泥去除后，尾料称重并通过分光光度法测定细胞密度。计算得到小球藻的回收率为99.21％，富集比为25。实施例2待采收小球藻藻液的藻细胞密度为5.1793×108cells/L，藻液pH为7，将1500mL藻液转移到浮选机后搅拌3min，将如式I所示的新型表面活性剂或常用的捕收剂十六烷基三甲基溴化铵以30mg/L的浮选浓度加入浮选机，以2000rpm转速搅拌3min，浮选10min后停止，待藻泥去除后，尾料称重并通过分光光度法测定细胞密度。计算得到当采用如式I所示的新型表面活性剂时，小球藻的回收率为99.86％，富集比为21；而采用常用的捕收剂十六烷基三甲基溴化铵时，小球藻的回收率为45.17％，富集比为7。与常用的捕收剂十六烷基三甲基溴化铵相比，使用如式I所示的新型表面活性剂时，小球藻的回收率提高了54.69个百分点，富集比提高了14个百分点。实施例3待采收紫球藻藻液的藻细胞密度为3.0572×108cells/L，藻液pH为10，将1000mL藻液转移到浮选机后搅拌4min，将如式I所示的新型表面活性剂以40mg/L的浮选浓度加入浮选机，以2000rpm转速搅拌4min，浮选8min后停止，待藻泥去除后，尾料称重并通过分光光度法测定细胞密度。计算得到紫球藻的回收率为95.53％，富集比为18。实施例4待采收紫球藻藻液的藻细胞密度为1.0554本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新型表面活性剂在微藻泡沫浮选采收上的应用，其特征在于：在微藻泡沫浮选采收中使用如式Ⅰ所示的新型表面活性剂作为浮选捕收剂，浮选微藻藻液酸碱度范围为pH7～10，藻液的藻细胞密度为1×10

【技术特征摘要】
1.一种新型表面活性剂在微藻泡沫浮选采收上的应用，其特征在于：在微藻泡沫浮选采收中使用如式Ⅰ所示的新型表面活性剂作为浮选捕收剂，浮选微藻藻液酸碱度范围为pH7～1...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄志强，余新阳，邱廷省，何桂春，李立清，刘汝宽，罗武辉，成晨，
申请(专利权)人：江西理工大学，
类型：发明
国别省市：江西;36