用于重金属离子移除的BC/PHB复合材料的制备方法技术

本发明专利技术公开了用于重金属离子移除的BC/PHB复合材料的制备方法，将细菌纤维素和R.eutropha H16依次溶于碱溶液中，使细菌纤维素与R.eutropha H16在碱性条件下细胞壁被破碎分解后释放出的PHB复合。本发明专利技术通过一种新的方法制得了细菌纤维素/聚3

【技术实现步骤摘要】
用于重金属离子移除的BC/PHB复合材料的制备方法


[0001]本专利技术涉及BC/PHB复合材料
，具体涉及一种用于重金属离子移除的BC/PHB复合材料的制备方法。

技术介绍

[0002]细菌纤维素作为一种生物质材料，具备高持水性，高纤维素含量，高亲水性，生物可降解性。PHB同样是一种生物质材料，在R.eutropha H16菌的细胞质颗粒中合成。通常利用有机溶剂氯仿和次氯酸钠提取PHB，该提取步骤复杂且费时，且提取PHB用到的这些有机物对人体有害，同时对环境也有较大污染作用。
[0003]目前为止已报道的BC与PHB的复合方法有：N,N
‑
二甲基甲酰胺(DMF)溶剂浇铸法，微生物共培养法，高温熔融共混法以及三氟乙酸共溶法。上述方法中，主要是由细菌纤维素与购买的或是提纯后的纯PHB复合，大大增加了应用成本。且由DMF和高温熔融法制得的细菌纤维素/PHB复合材料不再具备多孔结构，这不利于对重金属的吸附。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于，提供一种简单方便、成本低廉的用于重金属离子移除的BC/PHB复合材料的制备方法，以解决上述技术问题。
[0005]为达成上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0006]用于重金属离子移除的BC/PHB复合材料的制备方法，将细菌纤维素和R.eutropha H16依次溶于碱溶液中，使细菌纤维素与R.eutropha H16在碱性条件下细胞壁被破碎分解后释放出的PHB复合。
[0007]作为优选，上述制备方法包括如下步骤：
[0008]S1、溶剂配制：用去离子水配置7wt％的NaOH和12wt％的Urea；
[0009]S2、细菌纤维素的溶解：将细菌纤维素加入步骤S1中的NaOH/Urea溶液中，低温磁力搅拌溶解，直至溶液呈透明无色；
[0010]S3、加入干燥好的R.eutropha H16，室温搅拌，至溶液呈透亮黄色；
[0011]S4、用0.5％的H2SO4溶液将步骤S3中的细菌纤维素/聚3
‑
羟基丁酸酯复合材料再生；最后用去离子水洗至中性、干燥。
[0012]根据细菌纤维素可溶于NaOH/Urea溶液以及R.eutrophaH16的细胞壁和其它脂质类物质可在碱性条件下被破碎分解，从而释放出的PHB可与溶解的细菌纤维素大分子复合，并最终得到蓬松多孔的细菌纤维素/PHB复合材料。该材料含有大量的羟基和羧基，并具备多孔结构，有利于对重金属离子的吸附移除。此外，该材料脱附性能好，可重复多次使用。细菌纤维素和PHB都为生物质材料，具有生物相容型和生物可降解性。在使用完脱附重金属离子后，可被微生物分解成单体，不会造成二次污染。
[0013]作为优选，所述细菌纤维素与R.eutropha H16的质量比为0.1
‑
10∶1。
[0014]作为优选，所述步骤S2中，细菌纤维素的溶解温度为
‑
10℃，溶解时间为2
‑
3h。
[0015]作为优选，所述步骤S4中，H2SO4溶液与复合材料溶液的体积比为1∶3。
[0016]作为优选，所述步骤S3中，R.eutropha H16在NaOH/Urea溶液中发生皂化反应的时间为10
‑
12h。
[0017]作为优选，所述R.eutropha H16的培养时间为72h。
[0018]本专利技术的另一目的是提供上述方法制备得到的复合材料在重金属离子移除中的应用，所述重金属离子为二价镍离子或二价铅离子。
[0019]本专利技术的另一目的是提供上述方法制备得到的复合材料的使用方法，将BC/PHB复合材料投加于待吸附的溶液中，室温下震荡。
[0020]作为优选，待吸附溶液的pH值为6。
[0021]本专利技术与现有技术相对比，其有益效果在于：
[0022](1)本专利技术通过一种新的方法制得了细菌纤维素/聚3
‑
羟基丁酸酯复合材料，该方法省略了提取PHB的步骤，简单方便，制备成本低。
[0023](2)本专利技术对重金属离子由较好的吸附能力，吸附时间短，且脱附能力好，循环稳定性好，可重复多次使用。
[0024](3)细菌纤维素、PHB均为生物质材料，使用完后可被微生物降解，不会对环境造成污染。
附图说明
[0025]图1是本专利技术实施例1制备的溶液照片。
[0026]图2是本专利技术实施例1的扫描电镜图片。
[0027]图3是本专利技术实施例1的最佳吸附容量图。
[0028]图4是本专利技术实验例4的最佳pH数据图。
具体实施方式
[0029]以下实施方式进一步阐释本专利技术的技术方案，但不作为本专利技术保护范围的限制。
[0030]实施例1
[0031]BC/PHB复合材料的制备方法，包括如下步骤：
[0032]S1、溶剂配制：用去离子水(45mL)配置7wt％的NaOH和12wt％的Urea；
[0033]S2、细菌纤维素的溶解：取0.2g细菌纤维素加入步骤S1中的NaOH/Urea溶液中，
‑
10℃低温磁力搅拌溶解2.5h，直至溶液呈透明无色；
[0034]S3、加入1.6g干燥好的R.eutropha H16，室温搅拌10h，至溶液呈透亮黄色；
[0035]S4、用0.5％的H2SO4溶液将步骤S3中的细菌纤维素/聚3
‑
羟基丁酸酯复合材料再生(V(H2SO4):V
混合溶液
＝1：3)；最后用去离子水洗至中性、干燥。
[0036]取上述复合材料进行重金属离子吸附测试：分别配制10mg/L、pH为6的Ni
2+
溶液和Pb
2+
溶液，再分别投加0.1g/L的BC/PHB复合材料于100mLNi
2+
溶液和Pb
2+
溶液中，30
°
下震荡2h。分别取被吸附过的Ni
2+
溶液和Pb
2+
溶液，用0.22μm过滤头过滤，滤液在原子吸收光谱仪ICP
‑
3500下测试Ni
2+
和Pb
2+
的残留浓度。
[0037]性能测试结果：用SEM对产品形貌进行表征。图1分别为细菌纤维素(NaOH/Urea)溶液、刚加入R.eutrophaH16时及细菌纤维素与PHB在溶液中复合后的图片。图2为该复合材料
的扫描电镜图片，表明细菌纤维素与PHB复合得较好。图3为该复合材料的吸附容量图。
[0038]实施例2
[0039]BC/PHB复合材料的制备方法，包括如下步骤：
[0040]S1、溶剂配制：用去离子水(45mL)配置7wt％的NaOH和12wt％的Urea；
[0041]S2、细菌纤维素的溶解：取0.2g细菌纤维素加入步骤S1中的NaOH/Urea溶本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.用于重金属离子移除的BC/PHB复合材料的制备方法，其特征在于，将细菌纤维素和R.eutropha H16依次溶于碱溶液中，使细菌纤维素与R.eutropha H16产出的PHB复合。2.用于重金属离子移除的BC/PHB复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、溶剂配制：用去离子水配置7wt％的NaOH和12wt％的Urea；S2、细菌纤维素的溶解：将细菌纤维素加入步骤S1中的NaOH/Urea溶液中，低温磁力搅拌溶解，直至溶液呈透明无色；S3、加入干燥好的R.eutropha H16，室温搅拌，至溶液呈透亮黄色；S4、用0.5％的H2SO4溶液将步骤S3中的细菌纤维素/聚3
‑
羟基丁酸酯复合材料再生；最后用去离子水洗至中性、干燥。3.根据权利要求2所述的用于重金属离子移除的BC/PHB复合材料的制备方法，其特征在于，所述细菌纤维素与R.eutropha H16的质量比为0.1
‑
10∶1。4.根据权利要求2所述的用于重金属离子移除的BC/PHB复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，细菌纤维素的溶解温度为<...

【专利技术属性】
技术研发人员：张甜，刘婕妤，蒋向阳，许梦莹，王君婷，皮埃尔，
申请(专利权)人：绍兴市上虞区武汉理工大学高等研究院，
类型：发明
国别省市：